Что такое простейший аккумулятор

Качественные системы зарядки Li-ion 18650

Как заряжать литий ионный аккумулятор

Литий-ионные источники электричества этого типа широко эксплуатируются с различными устройствами. Для их продолжительной работы необходима постоянная подзарядка. При заряде напряжение на элементе достигает значения 4,2 В, после чего снижается до 2-3 В. При глубоких разрядах (ниже 3 В) срок службы Li-ion 18650 значительно сокращается.

Система для зарядки Li-ion 18650

Важно! На долговечность влияет количество циклов «заряд-разряд». Это оптимальное число циклов, при которых ёмкость батареи при первом заряде (номинальная), отличается от текущей ёмкости после заряда не более, чем на 20%

Нормальным считается показатель – 350-500 циклов «заряд-разряд».

Существуют специальные зарядные устройства для подобных аккумуляторов, но их можно сделать самостоятельно, используя схему.

Схема самодельной зарядки для Li-ion 18650

Регулировка тока осуществляется подбором резистора R4 на первоначальное значение тока зарядки. Он зависит от емкости аккумулятора. Например, если ёмкость батареи 3000 мА/ч, то ток зарядки равен 2-3 А.

Заводские системы контроля заряда самостоятельно делают регулировку этого параметра в рамках всего времени заряда.

Испытания электромобиля QUANTiNO 2 совместно с bi-ION от nanoFlowcell Holdings

Проведены совместные испытания работы аккумуляторов на основе bi-ION компаний по производству элетромобилей QUANTiNO 2 и nanoFlowcell Holdings. Батареи продемонстрировали высокую динамику и стабильность работы системы привода даже без суперконденсаторов. За счет этой технологии компании добились увеличения скорости и огромного снижения как веса, так и стоимости нового электромобиля.

Это означает, что относительно скоро мы увидим, как его уже называют, “квантовый электрокар nanoFlowcell” на дорогах. Также ожидается, что такие автомобили будут стоить меньше, чем современные машины с двигателями внутреннего сгорания. Последние тесты этого ё-мобиля уже направлены на подтверждение готовности к серийному производству.

В ходе испытаний, прошедших на автодроме в швейцарском Цюрихе, Quantino преодолел немыслимое расстояние для всех представленных на рынке электромобилей в 1 000 км всего за 8 часов и 21 минуту, при средней скорости в 120 км/ч. А после теста главного инженера NanoFlowcell Нунцио Ла Веккья, проехавшего 1 036 км со средней скоростью в 74 км/ч, имитируя городской цикл движения с незначительными остановками, остаток емкости батареи составила 78%.

В комплектацию двухдверного концепткара nanoFlowcell Quantino входят 4 электрических двигателя с мощностью по 108 л.с. каждый и крутящим моментом в 200 Нм. Автомобиль набирает скорость в 100 км/ч всего за 5 секунд. Машина способна развивать скорость в 100 км/ч за 5 секунд, а процесс зарядки автомобиля на квантовой энергии занимает всего 4 секунды.

Мощный и экологически чистый квантовый двигатель и простой процесс заправки безопасными энергоносителями – основные конкурентные преимущества концепткара nanoFlowcell Quantino.

Электромобиль в действии, а также его внешний вид можно оценить при помощи данного видео

Безопасное извлечение

Перед разборкой необходимо убедиться, что аккумулятор ноутбука полностью разряжен. Как только заряд полностью истощится, необходимо дважды проверить ноутбук, прежде чем снимать аккумулятор

Порядок ремонта аккумулятора ноутбука Asus своими руками:

Открыть корпус аккумулятора

Для этого осторожно распакуйте его с помощью плоской отвертки и универсального ножа. После того как корпус батареи открыт, можно проанализировать тип необходимых батарей и узучить схему соединения для их установки

Перед разборкой лучше сделать снимок или нарисовать схему соединения элементов, чтобы не забыть перед восстановлением
Важно также при открытии принять все меры для предотвращения деформирования или поломки пластикового корпуса батареи.
Замена ячеек. Используйте вольтметр, чтобы убедиться, что старые ячейки полностью разряжены, прежде чем снимать их
Тем самым вы предотвратите возможный электрический удар.
Чтобы найти подходящие ячейки для замены, нужно использовать номер модели на аккумуляторной батарее.
Припаять новые ячейки к проводам, следя за тем, чтобы они подключались к соответствующим проводам.
При замене литий-ионных элементов используются защитные очки. С ними обращаются осторожно, поскольку они способны взрываться.
Как только корпус аккумулятора будет закрыт и установлен обратно в ноутбук, его необходимо полностью зарядить.

Этапы самостоятельного изготовления

Многие создают аккумуляторы холода своими руками. Преимущества такого решения очевидны:

устройства делают из подручных средств, имеющихся в каждом доме, – их себестоимость крайне низкая;
изготовление требует минимум времени и усилий – подготовка займет не более 10-15 минут, остальное время – это уже заморозка самодельного хладагента.

Для начала нужно собрать базовый набор сырья и материалов – пластиковые бутылки объемом 0,5 и 1 л, поваренную или глауберову соль, обойный клей или желатин. Нюансы изготовления в каждом из вариантов будут слегка отличаться.

С поваренной солью

Понадобятся: 1 л обычной воды, 450 г поваренной соли, пластиковые емкости нужного объема.

Компоненты для крепкого раствора смешивают и слегка прогревают, чтобы соляные кристаллики быстрее растворились.
Полученную жидкость заливают в контейнер из-под сока, бутылку или прочный полиэтиленовый пакет.
Замораживают при температуре минус 18 градусов.
По прошествии 8-10 часов готовый хладагент заворачивают в махровое полотенце для создания должной термоизоляции, сверху надевают пакет, чтобы образовывающийся конденсат не попадал на продукты.

Такой аккумулятор холода сохранит продукты при температуре -15° на протяжении 11-13 часов.

С глауберовой солью

Мирабилит широко применяется в холодильном деле, поэтому и для изготовления самодельного хладагента отлично подойдет. Понадобятся: 1 л воды, 200 г непосредственно соли, 10 г желатина или обойного клея.

Пошаговый алгоритм мало чем отличается от первого варианта:

Готовится солевой раствор, затем он загущается желатином (клеем).
Готовую смесь заливают в пакет или бутылку, помещают в морозильную камеру на 6-9 часов.
Емкость оборачивают махрой и помещают в пакет, который будет собирать конденсат.

В термосумке хладагент из глауберовой соли поддерживает температуру -10° около 8-10 часов.

С обойным клеем

Для приготовления понадобятся пластиковый контейнер, 1 л воды, 40 г сухого обойного клея. Пошаговое приготовление:

Воду и сухую смесь соединяют, хорошо размешивают до получения гелеобразной консистенции.
Раствор заливают в подготовленный контейнер, замораживают в морозильной камере.

Хладагент сохранит продукты в термосумке до 11 часов при температуре ниже 0.

С желатином

Для создания желатинового хладагента подготавливают 4 л воды, поваренную соль, 10 г желатина, пластиковую емкость.

В 1 л воды высыпают соль в пропорции 10:3, тщательно размешивают. Хлорид натрия должен полностью раствориться.
Затем разбавляют смесь оставшимися 3 литрами воды, высыпают желатин. Снова хорошо размешивают – жидкость должна немного загустеть.
Раствор выливают в пластиковую емкость, кладут ее в морозильную камеру до полной заморозки.

Гелевая субстанции тает медленнее вышеописанных вариантов, поэтому сохранит холод внутри термосумки на протяжении 8-10 часов.

Что потребуется?

Новые аккумуляторные элементы;
Паяльник, припой, флюс;
Различный мелкий инструмент: нож, скальпель, дрель;
Провод 0,7−1 мм;
Термоскотч.

Что касается, аккумуляторных элементов, то установлены у меня в батарее были LGDAS31865. Каждый элемент имел номинальную ёмкость 2200 мАч. Всего их было 6 штук, спаянных по две штуки в три банки. Изначально ёмкость аккумулятора ноутбука была 4400 мАч. К моменту замены она сократилась почти до 2000 мАч (по показаниям утилиты powercfg.exe в Windows).

Старый 18650 LGDAS31865

Новый 18650 LGABD11865 Для перепаковки аккумулятора выбрал аккумуляторные элементы LGABD11865. Номинал у них 3000 мАч, а максимально допустимый ток разряда составляет 3 ампер. Для ноутбука вполне достаточно.

О ёмкости литиевых аккумуляторов

Ёмкость — способность аккумулятора отдавать ток, измеряемая в миллиампер час (мАч) или ампер час (Ач). К примеру, батарейка ёмкостью в 2 Ач сможет отдавать ток в 2 A один час, или в 1 A два часа. Но эта зависимость тока от времени подключения нагрузки не линейна — в определённой точке графика при увеличении тока вдвое время работы батареи снижается вчетверо. Поэтому производители всегда указывают ёмкость, высчитанную при разряде аккумулятора чрезмерно малым током в 100 мА.

Количество энергии зависит от напряжения аккумулятора, поэтому никель металогидридные элементы при одинаковой ёмкости имеют в 3 раза меньшую энергоёмкость, чем литий ионные:

NiMH
— 1,2 В * 2,2 Ач = 2,64 ватт-часа;
Li-ion
— 3,7 В * 2,2 Ач = 8,14 ватт-часа.

При поиске и покупке аккумуляторных батареек отдавайте предпочтение известным фирмам, таким как Samsung, Sony, Sanyo, Panasonic. Батарейки этих производителей имеют ёмкость наиболее соответствующую той, что указана на их корпусе. Надпись 2600 мА на элементах Sanyo не сильно отличается от их настоящей ёмкости в 2500–2550 мА. Подделки китайских производителей с хвалёной ёмкостью в 4200 мА недотягивают и до 1000 мА, зато цена на них в два раза ниже японских оригиналов.

Графитовый стержень: применение

Графитовая составляющая из старых батареек — это не только основа для нового источника энергии, но и элемент, который можно использовать для электросварки. Делается это по нехитрой схеме:

Заточите графитовый стержень из старой батарейки под углом в 30-40 градусов.
Зажимом типа «крокодил» с токонепроводящей ручкой подсоедините его к «+» и «-» источника переменного или постоянного тока.
К зачищенной детали подключить «0» и «-«.
Электрод по мере выгорания необходимо периодически затачивать.

Как сделать батарейку дома? Потребуются подручные материалы, немного энтузиазма и усидчивости. В обмен вы получите альтернативные источники энергии.

Приветствую вас друзья. Сегодня я расскажу вам о самом эффективном способе восстановления емкости у свинцово-кислотных аккумуляторов. В период даже самой правильной эксплуатации, аккумулятор каждый день теряет свою емкость. И в один прекрасный момент его заряда не хватает, чтобы завести двигатель автомобиля. Обостряется данный пример с приходом холодов.

Естественно автолюбитель ставит аккумулятор на зарядку и спустя некоторое время видит, что батарея не заряжается, а напряжение при зарядке стоит как в норме – 14,4-14,7 В или выше (12,6 без зарядника).

Тогда если есть нагрузочная вилка проверка производится ей и выясняется, что под нагрузкой напряжение сильно просаживается. Все указывает на потерю емкости аккумулятором. Причиной тому – сульфатация пластин. Обычно, при правильной эксплуатации это происходит примерно через 5 лет. Это очень хороший показатель. И тут есть выход – купить новый аккумулятор. Но, если вы хотите сэкономить деньги (так как батареи сейчас не из дешевых), и продлить срок службы аккумулятора ещё на пару лет, то тогда необходимо провести его обслуживание. И не простое, а специальное, которое может реанимировать батарею.

Охлаждение температуры компьютера

Если батарея ноутбука стала быстро разряжаться, можно попробовать дополнительно охладить компьютер.

Многие батареи для ноутбуков сегодня оснащены литиево-ионными элементами, которые должны оставаться прохладными, тогда батарея будет работать дольше. Если эта деталь показывает явные признаки замедления, потому что она стала слишком горячей, нужно немедленно отключить компьютер и охладить его.

Когда горячий режим работы — обыденное явление для ПК, то нужно приобрести охлаждающую подставку для компьютера. Она стоит в 5 раз меньше, чем новый аккумулятор, и не позволит ноутбуку быстро потерять элемент автономного питания.

Самодельная зарядка для АКБ

Существует много схем автомобильных зарядных устройств. Для реализации большинства подойдут детали, трансформаторы, выпаянные из старой радиоаппаратуры, блоки питания компьютеров.

Простое устройство на 6 и 12 вольт

Устройство подойдет для зарядки аккумуляторов напряжением 6 и 12 В, емкостью 10-120 А∙ч. Наладка после сборки не требуется, прибор сразу готов к работе.

Понижающий трансформатор Т1: от старого лампового телевизора или самодельный. Требуется мощность 300 Вт, ток 10-15 А, на выходе не менее 15 В.
Выпрямитель из 4 диодов VD2-VD5, которые выдерживают ток от 10 А, обратное напряжение не менее 40 В. Такие характеристики у полупроводников типа Д2124, Д242, Д305. Их устанавливают через изоляторы на радиатор площадью 300 см² и более.
Конденсаторы С1-С4 бумажные, рассчитанные не меньше, чем на 300 В. Такие используются в бытовой технике, имеют форму кубика.
Переключатели S2-S5 для регулировки тока.
Вольтметр PU1 на 30 В, амперметр PA1 на 30 А.

Величина зарядного тока устанавливается с помощью переключателей S2-S5. Через них в первичную обмотку трансформатора подключают конденсаторы С1-С4, гасящие колебания напряжения. Различными комбинациями включения тумблеров регулируют зарядный ток от 1 до 15 А с шагом 1 А. Например, чтобы установить 5 А, задействуют второй и четвертый переключатели. Комбинация S2 и S5 дает 10 А.

Зарядка с плавной регулировкой тока

Схема немного сложнее, но все детали доступны. Прибором заряжают 12-вольтовые АКБ, емкость которых — до 120 А∙ч. Вид зарядного тока — импульсный, используется тиристор. Регулятором плавно изменяют величину зарядного тока, но одновременно предусмотрен ступенчатый переключатель. Контролируют режим при помощи стрелочного амперметра на 30 А.

Самодельный резистор R1 нужен для ограничения тока. Для его изготовления подойдет медный или нихромовый провод диаметром 0,8 мм. Нужна будет небольшая индикаторная лампа Е1, рассчитанная на 24-36 В.

Выходное напряжение на понижающем трансформаторе 16-18 В, ток — 15 А. Ищут прибор с такими характеристиками или делают своими руками из подходящего устройства мощностью 300 Вт. Оставляют только первичную обмотку, вторичную из 42 витков наматывают проводом с изоляцией, сечение 6 мм².

Для схемы нужен тиристор КУ202 с буквенным индексом В-Н. Для охлаждения используют радиатор, площадь рассеивания которого от 200 см². А также понадобится диод VD1 любого типа с характеристиками обратного напряжения 20 В, тока — 200 мА.

Настраивают устройство калибровкой амперметра, подключив в качестве контрольного заведомо исправный. Для нагрузки вместо АКБ подключают автомобильные лампочки, общая мощность которых составляет 250 Вт.

Зарядка из компьютерного блока питания

Из старого блока питания ПК с контроллером TL 494 получается зарядное устройство с хорошими характеристиками. У него регулируемое напряжение и возможность подстройки тока до 10 А.

Источник

Как сделать аккумулятор

Всегда можно получить постоянное напряжение для питания небольших электронных устройств, если знать, как сделать аккумулятор своими руками. Аккумуляторы отличаются от батареек обратимостью своих химических реакций. Это значит, что они не только вырабатывают электрический ток и со временем разряжаются, а также обладают способностью восстанавливаться. Для этого нужно выполнить заряд, пропуская через аккумулятор ток от внешнего источника.

Как сделать аккумулятор своими руками

Химический источник тока (двухполюсник), способный после разряда восстанавливаться, можно выполнить своими руками. Любой химический источник тока, имеющий периодический режим работы (разряд – заряд), состоит из следующих основных элементов:

электроды: анод и катод;
электролит;
разделительные пластины (сепараторы);
корпус;
контактные клеммы (выводы).

В качестве анода и катода используются различные пары химических элементов. Анод имеет отрицательный заряд – восстановитель, катод положительный заряд – окислитель.

Оба электрода погружены в электролит. Это водные растворы солей и кислот, проводящие электричество. Когда происходит разряд аккумулятора (двухполюсника) на нагрузку, анод окисляется и вырабатывает электроны, которые через электролит движутся к катоду. На катоде происходит процесс восстановления окислителя.

Важно! При работе на нагрузку ток через двухполюсник течёт от минуса к плюсу, при зарядке от постороннего источника тока (ИТ) – от плюса к минусу.

Для создания одной банки простейшего аккумулятора из меди и цинка понадобятся следующие детали:

медная проволока длиной 100 мм;
оцинкованная пластина размерами 25 * 50 мм;
прокладка – вырезанная из москитной полиэтиленовой сетки полоска;
электролит – соляной раствор;
корпус из непрозрачного материала – герметичный стаканчик из-под кофе с крышкой.

Необходимо, чтобы ёмкость для аккумулятора была непрозрачной.

Сборка элемента производится в следующей последовательности:

медная проволока скручивается спиралью, для увеличения площади рабочей поверхности к верхнему концу припаивается отвод;
оцинкованная пластина также скручивается по окружности, к верхней части пластины припаивается отвод;
в крышке баночки делается два отверстия для выводов: в центре – для медной проволоки и ближе к краю – для вывода цинкового электрода;
медную спираль располагают по центру, вокруг неё размещают цинковую трубку, между ними вставляют изолирующую прокладку;
заливают электролит: солёную воду (1л воды на 5 ст. л. соли) или уксус 15%;
неплотно прикрывают крышку, предварительно продев в неё выводы.

К полученной банке подключают источник тока для зарядки самодельного аккумулятора. При этом нельзя плотно закрывать крышку. Или для выхода газов при заряде в ней проделывается множество мелких отверстий (кроме отверстий для выводов). У самодельного элемента плюс – на медном электроде, минус – на цинковом.

Внимание! Чем меньше расстояние между элементами меди и цинка, и чем больше площадь поверхности электродов, тем большее напряжение выдаст подобная аккумуляторная ячейка.

В идеале такой элемент вырабатывает 0,7 вольта. Недостаток такой АКБ заключается в высоком внутреннем сопротивлении и быстром саморазряде.

Как сделать мощный аккумулятор своими руками

Для того чтобы самодельный аккумулятор выдавал на выходе более 3,6 В постоянного тока, нужно собирать самодельные банки в последовательно соединённую батарею. Можно единичные элементы помещать в общий корпус.

Качественные системы зарядки Li-ion 18650

Важно! На долговечность влияет количество циклов «заряд-разряд». Это оптимальное число циклов, при которых ёмкость батареи при первом заряде (номинальная), отличается от текущей ёмкости после заряда не более, чем на 20%. Нормальным считается показатель – 350-500 циклов «заряд-разряд».

Самодельная батарейка из подручных средств

Как можно сделать аккумуляторы, используя электролит и электроды, рассмотрено выше. Теперь о том, как быстро собрать источник тока однократного действия. Батарейка – это гальванический источник электричества, который не имеет способности восстанавливаться.

Способ первый: батарейка из лимона

Мякоть лимона содержит лимонную кислоту, она послужит электролитом. В качестве электрода выступают оцинкованный гвоздик и отрезок медной проволоки. Они втыкаются в лимон на расстоянии 50-100 мм друг от друга. Реакция окисления запускает движение электрического тока.

Способ второй: банка с электролитом

Литровую стеклянную банку используют в качестве ёмкости. В качестве электродов берутся цинковая и медная пластины. К пластинам прикрепляются провода, сами они опускаются в банку с электролитом. Им служит 20% раствор серной кислоты. Также можно использовать хлористый аммоний (нашатырь). На 100 мл воды берут 50 г. порошка. Уровень электролита не достигает края банки на 15-20 мм.

Осторожно! Работа с серной кислотой при приготовлении электролита подразумевает добавление воды в кислоту, а не наоборот. При приготовлении раствора необходимо использовать стеклянную посуду и стеклянную или деревянную палочку для перемешивания.

Способ третий: медные монеты

Принцип использования медного катода и алюминиевого анода рассмотрен в этом способе. Процесс изготовления источника тока следующий:

по форме медных монет одного размера (медный пятак) вырезают кружочки из алюминиевой фольги и плотного картона (обложка старой книги);
монеты очищаются путём погружения в уксус, им же пропитываются и кружочки картона;
картон вставляется между монетой и кружком фольги, которые служат катодом и анодом.

Собранная таким образом батарея будет работать до тех пор, пока не высохнет электролит, пропитавший картонные кружки.

Способ четвертый: батарейка в пивной банке

Сам корпус пивной банки (алюминиевый) служит анодом (минус), в качестве катода используют графит. При изготовлении выполняются следующие шаги:

удаляется верхняя часть банки;
пенопластовый кружок диаметром, равным внутреннему диаметру банки, и толщиной не менее 10 мм укладывается на дно банки;
в его центр вставляется графитовый стержень подходящего диаметра;
свободное пространство между ним и стенками банки заполняется угольной крошкой;
соляным раствором (5 ст. л. соли на 0,5 л воды) заполняется полученный элемент;
верхняя часть устройства заливается расплавленным парафином или стеарином (от свечи);
к стержню и корпусу банки с помощью зажимов «крокодил» присоединяются провода.

Способ пятый: батарейка из картошки

Это вариант использования химической реакции окисления между медными и оцинкованными полосками, в качестве электролита используется мякоть картофеля.

Внимание! Полученные напряжения таких источников настолько малы, что подобные конструкции могут служить лишь в качестве опытов для изучения происхождения электричества.

Способ шестой: графитовый стержень

Графитовый сердечник обматывается пористой фибровой салфеткой. Поверх него наматывается по спирали алюминиевая проволока. Вся конструкция опускается в подходящий по размеру стакан, заполненный «Белизной». Водный раствор хлорки служит электролитом.

Несмотря на всё разнообразие способов и видов самодельных источников тока, все они работают, благодаря электролитическим процессам и химическим реакциям окисления. Правильно подобранные пары элементов для анода и катода, а также использование подходящего электролитического раствора дают реальные результаты. Можно сделать аккумулятор своими руками для питания гаджетов и малогабаритных устройств.

Видео

Источник

Какие бывают аккумуляторы в мобильной, компьютерной и бытовой технике

Аккумуляторы окружают нас повсеместно. Их можно встретить как в привычных каждому пользователю мобильных гаджетах, так и в сложных системах резервного электропитания. В каждой из областей используется свой тип аккумуляторной батареи, в которой ее характеристики «раскрываются» наилучшим образом. В данном материале поговорим о типах аккумуляторных элементов, областях применения и основных правилах эксплуатации.

Аккумуляторы. Общие принципы

По историческим меркам аккумулятор — довольно «молодое» изобретение, которому немногим более 160 лет. Основной принцип работы любого аккумуляторного элемента — протекание в нем обратимой электрохимической реакции, т. е. при приложении к контактам элемента постоянного напряжения, на его пластинах (электродах) накапливается электрическая энергия, при приложении нагрузки — происходит ее расходование. Причем протекает такая реакция на протяжении большого количества циклов заряда/разряда. Как правило, возможное количество перезарядок зависит от типа аккумуляторного элемента, но в среднем, современный аккумулятор способен обеспечить 300–1000 полных циклов.

Работоспособным считается аккумулятор, остаточная емкость которого составляет 70–80 % от начальной. Элементы с меньшими показателями остаточной емкости считаются непригодными для дальнейшей эксплуатации, поскольку не могут обеспечить расчетную автономность.

Какого бы типа не был аккумулятор, костяк конструкции и основной принцип действия у них остается неизменным. В каждом аккумуляторе есть два электрода (положительный и отрицательный, иначе именуемые анод и катод), погруженные в специальную среду — электролит, являющуюся прекрасным «поставщиком» ионов вследствие электролитической диссоциации.

Ион — атом или молекула, несущая на себе электрический заряд. Если ион положительно заряжен — его называют катион, если отрицательно — анион.

В зависимости от используемого материала электродов и применяемого типа электролита существуют различные вариации аккумуляторных элементов, каждый из которых имеет свои конструкционные и эксплуатационные особенности. Ниже поговорим о наиболее распространенных типах аккумуляторов, сферах их применения и особенностях эксплуатации.

Свинцовые аккумуляторы

Несмотря на преклонный возраст технологии, свинцовые аккумуляторы до сих пор успешно применяются в системах резервного питания, автомобильном транспорте, системах аккумулирования возобновляемых источников энергии (солнечная и ветряная энергетика, гидроэнергетика и т. д.).

Как видно из названия, в качестве основного материала, из которого изготавливают электроды, выступает свинец. Точнее, для производства положительных электродов — просто свинец, а для изготовления отрицательных электродов — оксид свинца. В качестве электролита, как правило, выступает раствор серной кислоты.

Существует большое количество конструкций свинцового аккумулятора, направленных на улучшение его эксплуатационных характеристик. Поскольку свинец сам по себе достаточно мягкий металл с невысокой физической прочностью, в чистом виде он слабо противостоит вибрационным нагрузкам, поэтому для использования аккумуляторов, например, в транспорте, в сплав свинца добавляют кальций, делающий структуру металла более прочной.

Для использования свинцового аккумулятора в источниках бесперебойного питания, дабы не допустить контакт пользователя с кислотой, исключить необходимость обслуживания, а также не создавать условия для взрыва водорода, выделяемого из АКБ, при ее заряде, используют свинцовые аккумуляторы определенного типа. Такими аккумуляторами являются источники питания типа AGM (Absorbent Glass Mat), в которых абсорбированным электролитом (не жидким) пропитан специальный пористый мат из стекловолокна.

Довольно часто свинцовые аккумуляторы, выполненные по технологии AGM, ошибочно называют гелевыми. На самом деле это не так. Гелевые аккумуляторы — отдельная ветвь развития свинцовых источников питания.

Аккумуляторы, электролитом в которых выступает раствор серной кислоты в желеобразном состоянии, называются гелевыми. Они рассчитаны на медленную отдачу энергии, поэтому основная область их применения — использование в инертных системах накопления и расходования электроэнергии (солнечная энергетика, питание моторов кресел для инвалидов, гольф-каров и т. д.).

К неоспоримым преимуществам свинцовых аккумуляторов относятся их невысокая стоимость и возможность работы в широком диапазоне температур окружающей среды (от — 40 до + 40 ° С).

Один свинцовый аккумуляторный элемент выдает напряжение порядка 2 В и способен выдать удельной энергии из расчета 30–60 Вт*ч с 1 кг массы, что в сравнении с другими типами — достаточно мало. Такие аккумуляторы имеют высокие значения саморазряда, а их глубокий разряд приводит к разрушению и осыпанию пластин электродов и безвозвратной порче аккумулятора.

Никель-кадмиевые аккумуляторы

Следующим типом аккумуляторных элементов, активно использующихся во многих сферах, являются никель-кадмиевые аккумуляторы (NiCd). Их можно встретить в детских игрушках, пультах управления, фонариках, ручном аккумуляторном электроинструменте и т. д.

Конструкция элемента не претерпела изменений, только в качестве материала для изготовления электродов используются никель и кадмий, а точнее гидраты закиси этих металлов. В качестве электролита применяют гидроксид калия. Один элемент на основе этих металлов может выдать напряжение 1,2–1,35 В, а значение удельной энергии находится в диапазоне 40–80 Вт*ч/кг.

Никель-кадмиевые аккумуляторы — одни из самых морозоустойчивых. Они работают без существенной потери своей емкости при температурах, близких к –50 ° С, к тому же, абсолютно не боятся глубокого разряда, и после цикла зарядки полностью восстанавливают свои эксплуатационные характеристики.

Хранить NiCd аккумуляторы рекомендуется полностью разряженными.

К отрицательным моментам относят их малую удельную емкость, высокий саморазряд, длительное время зарядки (восполнять энергию нужно малыми зарядными токами) и ярко выраженный «эффект памяти».

Чтобы не испортить аккумулятор, его необходимо заряжать только после полного разряда! Пренебрежение этим правилом повлечет быструю потерю емкости и выход элемента из строя.

Заряжают NiCd-элементы малыми зарядными токами, значения которых составляет порядка 10 % от емкости аккумулятора.

Никель-металлогидридные аккумуляторы

Логическим продолжением никель-кадмиевых аккумуляторов стали никель-металлогидридные (NiMH) элементы питания. В них учтены и практически устранены недостатки предшественников. Аккумуляторы при тех же массогабаритных показателях имеют большую в 2–3 раза емкость, обладают высокой надежностью, с легкостью переносят глубокий разряд и перезаряд, менее подвержены эффекту памяти.

Немаловажную роль в популяризации и широком распространении NiMH элементов сыграл тот факт, что они не содержат в своем составе кадмия, очень вредного для окружающей среды металла. Следовательно, с повестки дня снимаются вопросы правильного хранения и утилизации таких элементов.

Для производства анода используют гидрид никеля с лантаном или литием — так называемый металлогидридный электрод. В качестве катода — оксид никеля. Электролитом выступает соединение гидроксида калия.

Заряжают никель-металлогидридные аккумуляторы большими (в сравнении с NiCd-элементами) токами, величины которых составляют порядка 20–25 % от емкости аккумулятора, но очень важно контролировать температуру элемента во время заряда. Если она превышает 45 °С, нужно немедленно прервать процесс зарядки, в противном случае существует риск порчи элемента.

Зарядку для NiMH-аккумуляторов можно использовать в паре с NiCd-элементами. Обратная совместимость недопустима! Алгоритмы зарядки никель-кадмия более примитивны, они могут причинить вред NiMH-элементу.

Никель-металлогидридные аккумуляторы хранят полностью заряженными. Поскольку этому типу элементов присущ высокий саморазряд, для сохранения работоспособности элемента его нужно периодически подвергать полному циклу разряда/заряда.

Никель-металлогидридные аккумуляторы используют в тех же сферах, что и никель-кадмиевые, однако, благодаря повышенной емкости, их охотно применяют в фототехнике, использующей для питания элементы типа АА и ААА.

NiMH элементы — самые морозоустойчивые. Они без проблем переносят эксплуатацию при экстремально низких температурах, достигающих -60 °С. По этой причине их довольно успешно применяют в электроинструменте, используемом при выполнении работ на открытом воздухе в зимнее время.

Один элемент генерирует 1,2–1,25 в ЭДС, а его удельная энергия составляет 60–75 Вт*ч/кг. Теоретический расчетный «потолок» этого параметра находится на уровне 300 Вт*ч/кг, но видимо технологии производства NiMH-элементов, еще не до конца совершенны.

Литий-ионные аккумуляторы

Современные мобильные устройства уже сложно представить без литий-ионных аккумуляторов. Именно их разработка дала мощный толчок к развитию легких и миниатюрных решений источников питания, и, как следствие, миниатюризации всего сегмента мобильных гаджетов.

Сильными сторонами Li-ion являются высокая плотность аккумулируемой энергии, ее удельное значение, в большинстве случаев, составляет солидные 280 Вт*ч/кг, недостижимые при использовании аккумуляторов другого типа. Именно по этой причине Li-ion аккумуляторы используются не только для питания персональных гаджетов, но и для приведения в движение различных самокатов, велосипедов с электродвигателем и даже автомобилей.

Справедливости ради следует сказать, что «литий-ионный аккумулятор» — это обобщенное название целой группы электрохимических элементов, переносчиком заряда в которых выступают ионы лития. Разница заключается в составе материала катода и типе электролита.

Наибольшее распространение в бытовом сегменте получили литий-полимерные аккумуляторы, в которых в качестве электролита используется специальный твердый полимер, а катодный и анодный материал нанесены на тонкие слои алюминиевой и медной фольги соответственно. Такое конструктивное решение позволяет производить аккумуляторы любой формы и размера, изящно «вписывая» их в разрабатываемые устройства.

Существенный недостаток твердого полимера — его плохая проводимость при нормальной температуре окружающей среды (+ 25 °С). Наилучшие показатели достигаются при увеличении температуры до + 60 °С, а это уже опасно с точки зрения обычного использования. Поэтому производители идут на небольшие ухищрения, добавляя к полимеру электролит в жидком или желеобразном состоянии.

Существенное отличие конструкции литий-ионных аккумуляторов от традиционной конструкции заключается в обязательном наличии разделительного сепаратора, исключающего свободное перемещение ионов лития, в моменты, когда аккумулятор не используется.

Другой элемент, который должен обязательно присутствовать в схеме аккумулятора — BMS-контроллер (Battery Management System), отвечающий за корректную и сбалансированную зарядку ячеек аккумулятора.

Li-ion аккумуляторы при высокой удельной емкости обладают малым весом. Для их зарядки нужно не так уж много времени. У них практически отсутствует эффект памяти и саморазряд. К аккумуляторам литий-ионного типа не предъявляется особых требований к соблюдению циклов заряда/разряда. Заряжать их можно в любое удобное время, не привязываясь к величине остаточного заряда элемента. Хранить Li-ion батареи рекомендуется наполовину заряженными.

Самым существенным недостатком литий-ионного элемента является его категорическое «нежелание» полноценно работать при отрицательных температурах. Эксплуатация литиевого элемента на морозе очень быстро приблизит его выход из строя.

Источник

Самый простой аккумулятор.

Конечно, сейчас нет проблем с покупкой батареек и аккумуляторов, но, видимо, Вам будет интересно познакомиться

с конструкцией газового аккумулятора. Рассмотрим конструкцию самого простого аккумулятора. Конструкция

аккумулятора настолько проста, что ее сможет повторить любой человек.( что не мало важно, и уже обговаривалось в комментариях..)

1.емкость 5.15% раствор поваренной соли

2.крышка 6.мешочек с активированным углем

3.угольный стержень 7.клемма (хомутик)

4.активированный уголь 8.пробка

Конструкция аккумулятора понятна из рисунка. Непрозрачная емкость 1 с крышкой 2 наполнена электролитом — 15%

раствором поваренной соли. В емкость опущены два одинаковых электрода. Электрод состоит из угольного стержня,

вокруг которого располагается мешочек 6 с активированным углем 4. Мешочки необходимо плотно обмотать

нитками, чтобы обеспечить хороший контакт электрода с активированным углем. Толщина слоя активированного угля

не должна превышать 15мм.

Аккумулятор. Простой самодельный аккумулятор.

Если добавить в раствор на каждый литр 1г борной кислоты и 2г сахара, то улучшится работа аккумулятора.

Сахар добавляют при длительных циклах разряда. Заряжают аккумулятор постоянным током из расчета 4,5 вольта

на каждый элемент (банку). Время заряда до 12 часов. Сигнал полного заряда — обильное выделение газов. Для

того чтобы газы не «выдавливали» из емкости электролит, предусмотрена пробка, которую нужно при зарядке

открыть. Чтобы получить емкость 1а*ч, нужно использовать 65г активированного угля. Смена электролита один раз в

1. Если стенки сосуда будут пропускать свет, то аккумулятор будет быстро разряжаться. Емкость снаружи можно

2. Воду лучше применять дистиллированную или растопить снег, так как водопроводная сильно минерализована, а

3. 15% раствор поваренной соли получается разведением 5 столовых ложек соли в одном литре воды.

ну и вот еще:
Самодельная батарейка
Если нет под рукой комплекта свежих батареек, можно сделать самодельный источник питания. Для этого Вам потребуются два угольных стержня от старой батарейки, два тканных мешочка диаметров 20. 25 мм и высотой 60 мм. В них устанавливаются стержни и наполняются активированным углем (дробленые медицинские таблетки).

В качестве электролита используется следующий раствор: в 1 л воды растворите 5 столовых ложек поваренной соли, 2 г борной кислоты и 3 г сахара.

Стенки стеклянной банки нужно покрасить черной краской.
Источник питания будет выдавать напряжение 1,5 В.

Источник

Как сделать аккумулятор из готовых элементов

Столкнулся я тут с проблемой, что нужно было подобрать аккумуляторную батарею для мощного светодиодного фонарика.

Предыдущая готовая аккумуляторная батарея с оранжево-желтого ресурса быстро погибла, причем проработала она совсем немного.

Покупать новую батарею у наших продавцов было просто разорением. Можно было бы отдать денежку за услугу сборки (читай как «купить собранную батарею»), но сколько я не искал готовую собранную батарею –то нужных характеристик нет, то используют самые дешевые и поганые элементы, которые дохнут за пару месяцев (а берут за них наши умельцы как за оригинальные элементы от Samsung).

Все мысли пришли к тому, что нужно сделать батарею самому. Благо навыки для этого есть.

Если вы уже собирали батарею самостоятельно, то смело закрывайте эту статью 🙂…Ничего нового вы тут уже не найдете. Но если делаете аккумулятор первый раз в жизни, то читайте дальше, информация обязательно пригодится.

Речь пойдет про Li-ion аккумуляторы. Правда используемая логика подойдет и при сборке батарей любой химии.

Как устроено большинство аккумуляторных батарей?

Все они состоят из элементов, которые объединены в ячейки, а ячейки собраны в готовую аккумуляторную систему.

Ячейка – это несколько параллельно соединенных элементов.

Для того, чтобы получить требуемые характеристики, нужно поиграть со смешанным соединением проводников (использовать параллельные и последовательные соединения) с целью получить нужные значения.

Элементы в данном случае (в случае li-ion аккумулятора) – это банки 18650. Каждая банка обладает характеристиками.

Она имеет ёмкость, допустимый ток разряда и вольтаж. Ёмкость и вольтаж элемента всегда указаны на самой банке (элементе). Но вот допустимые разрядные токи обычно не указаны и зависят от типа элемента. Обычно если изделие не совсем «паленое», эта информация есть в подробных характеристиках.

Если вы работаете с Li-ion аккумулятором, то допустимый разрядный ток – это два значения ёмкости элемента.

Лучше выдерживать примерно 1,7 от значения емкости. Например, если емкость одной банки составляет 1700 мАч, то разряжать её можно примерно на 2,9 А. Важно, чтобы именно такие разрядные токи приходились на один элемент. Правда существуют и элементы с высокими токами разряда, но это отдельная песня.

Параметр этот зависит от химии аккумулятора и если бы вы использовали кислотно-свинцовый аккумулятор, то там эти цифры значительно выше. У литий-железофосфатных тоже другое значение. Но вернемся к нашим баранам.

Вы уже узнали, что одна банка вашего аккумулятора имеет емкость пусть 1700 мАч и способна выдавать 3,7 В. Нужно понять, как объединить эти элементы в систему и сколько нужно элементов.

Количество элементов определяется исходя из необходимой мощности батареи и допустимых разрядных токов на один элемент.

Давайте разберем всё это на простом примере.

Предположим, что есть у нас некоторый мнимый потребитель, мощность которого составляет 100 Вт, а для работы ему нужно 24 Вольта. Эти характеристики обычно указаны на корпусе самого объекта, который нужно запитать.

Вспомним, что такое параллельное и последовательное соединения проводников. (Если забыли, то был у меня урок на этот счёт)

При параллельном соединении U = U1 = U2 и I = I1 + I2, а при последовательном всё наоборот.

Ещё нужно помнить формулу расчёта электрической мощности P = U*I.

Известно, что наш потребитель кушает 100 Вт и работает при 24 В.

1. Сила тока, которую нам нужно обеспечить в цепи составляет 100 Вт / 24 В = 4,2 Ампера (I = P/U). Дальше известно, что каждый элемент даёт нам по 3,7 В.

Чтобы выйти на нужные значения по напряжению, мы сначала должны «раскидать» 24 Вольта по элементам.

2. Очевидно, что элементы по 3,7 Вольта нужно соединять последовательно, чтобы выйти на суммарный показатель. Ведь при последовательном соединении напряжения складываются.

Соедини мы их параллельно, общее напряжение батареи составило бы всего 3,7 В. Этого недостаточно.

Сколько нужно раз взять по 3,7 В, чтобы получить 24 Вольта?

Разделим 24 В (рабочее напряжение нашего потребителя из примера, смотрим его на корпусе устройства)/ 3,7 В (напряжение нашего элемента).

Получили 6,5. Округлим до 7.

Итак, нужно соединить 7 элементов по 3,7 В последовательно, чтобы обеспечить вольтаж.

3. Теперь нужно «проверить емкость».

Известно, что каждый элемент может отдавать 1,7 А в течение одного часа.

Значит, в батарее с 7 последовательно соединенными элементами мы имеем силу тока 1,7 А. Ведь элементы соединены последовательно, а значит I=I1=I2.

Наш потребитель кушает 4,2 ампера в час (нашли значение в пункте 1).

Время работы имеющейся аккумуляторной системы сейчас составит 1,7 ампера/ 4,2 ампера = 0,4 часа. Маловато будет. Да и разрядный ток на один элемент сейчас составляет 2,47, что на 0,47 больше, чем две емкости одного элемента. Банки будут сами себя губить.

4. Добавим в нашу сборку дополнительно к каждому последовательно соединенному элементу по одному параллельному элементу.

Образуем бОльшую ячейку.

Что получаем? Напряжение на выходе ячейки постоянное, а вот емкость подрастает. Теперь каждая ячейка отдает вместо 1,7А*ч по 1,7 * 2 = 3,4 А*ч.

Проверим время работы такого аккумулятора с нашим стоваттным потребителем.

3,4 А / 4,2 А = 0,8 часа.

Уже интереснее. Проверим, не убьются ли элементы.

4,2 А разделим на 3,4 А = 1,23 А. Сравниваем с емкостью одного элемента – у нас 1,7 А*ч, а получили 1,23 А.

Замечательно. Элементы проживут долго, так как мы не вышли за границу 2С.

5. Остается подогнать значение под нужное время работы. Делается это также. Добавляем в каждую ячейку параллельную банку. Можно заложить в расчёт хоть 500 часов автономной работы 🙂 Только аккумулятор будет заряжаться 300 лет и весить 500 кг.

После расчёта батареи и приобретения всех нужных элементов, нужно собрать аккумулятор.

На производстве элементы Li-ion аккумулятора соединяются с помощью специальной никелевой ленты. Мы же обойдемся обычным паяльником :)…

Банки аккумулятора можно смело спаивать друг с другом, используя обычные соединительные провода. Очень важно не перегревать элементы при пайке. Для быстрого и качественного их соединения уместно использовать паяльный флюс для алюминия.

Бытует мнение, что паяные аккумуляторы долго не служат. Но на своем опыте могу подтвердить обратное. Главное следить за температурой при пайке и прикасаться к торцам аккумулятора на самое минимальное время.

Сами же банки можно соединить любым удобным способом. Китайцы любят, например, закатывать всё в термоусадку и заливать по уши термоклеем.

Все аккумуляторные батареи из Li-ion элементов имеют контроллер заряда-разряда. Он называется плата BMS (Battery Monitoring System).

Её нужно купить отдельно, ориентируясь на характеристики нашего потребителя и химию аккумуляторов. В характеристиках всегда указан информация о максимальном количестве ячеек, с которыми плата сможет работать, максимальных разрядных токах, предельной мощности и вольтаже системы.

Плата позволит управлять зарядом вашей аккумуляторной системы и контролировать её разряд.

Сажаем её на вход аккумулятора и на каждую ячейку вешаем балансиры (это устройство для равномерного заряда всех ячеек. Выходы на них отмечены на плате. Нужно просто соединить каждую ячейку проводом с платой BMS) .

Ещё бывают платы BMS, интегрированные прямо в элементы аккумулятора. Такие элементы называют защищенными. Если в элементе уже есть плата BMS, то «общая» плата не нужна. Важно, чтобы BMS была в каждом элементе.

Заряжать полученную систему мы будем тем зарядником, который остался у нас от старого аккумулятора. Ну а если батарея новая, то проверьте мощность зарядника и допустимый ток заряда батареи. Напряжение выбираем по напряжению вашей батареи.

Таким образом, мы собрали аккумулятор из отличных элементов и сэкономили деньги. Помимо этого, наш аккумулятор гораздо лучше подходит под конкретные задачи. Надеюсь, статья будет полезна :).

Источник