Hoe een batterij werkt en 3 manieren waarop u deze kunt verpesten

Advertentie

Een van de handigste elektronische apparaten die voor ons beschikbaar is, is ook een van de meest voorkomende. De moderne batterij zit in zoveel van onze favoriete technologieën dat het je bijna vergeven kan worden als je geen tijd besteedt aan het leren over hun werking.

Maar nu is het tijd voor u om uw kennisbasis uit te breiden door rechtvaardig te begrijpen hoe de smartphone in je zak wordt gevoed Houd de batterij van je Android gezond met deze tipsSoftware en apps kunnen alleen zo ver gaan - hoe zit het met het opladen en ontladen van uw batterij? Leer hier alle trucs. Lees verder , wat zijn de meest voorkomende batterijvariëteiten en wat u kunt doen om hun levensduur te verlengen Hoe u de levensduur van uw laptopbatterij kunt verlengenEen laptop met een korte batterijduur is vervelend, zeker als je onderweg bent en nergens in de buurt van een stopcontact. Om ervoor te zorgen dat elke afzonderlijke lading van uw batterij langer meegaat, leest u meer over ... Lees verder .

Een korte geschiedenis van batterijen

Alessandro Volta demonstreerde in 1800 de eerste werkende elektromagnetische batterij. Zijn stapel koperen en zinkplaten gescheiden door met pekel doordrenkte papieren schijven produceerde gedurende een 'redelijke' tijd een constante spanning. Dit stond bekend als een voltaïsche stapel en was de voorloper van een generatie experimenten op batterijen.

In 1836 standaardiseerde John Frederic Daniell het ontwerp van de batterij. Een koperen pot gevuld met kopersulfaatoplossing ondergedompeld in een ongeglazuurde aardewerken container gevuld met zwavelzuur zuur en een zinkelektrode werden de de-facto batterijnorm, met talloze elektrische telegraaf netwerken.

Snel vooruit naar Oxford University, 1979. John Goodenough en Koichi Mizushima demonstreerden een werkende oplaadbare cel met een bereik van 4 volt die lithiumkobaltoxide als positieve elektrode en lithiummetaal als negatief gebruikte. De voorloper van de lithiumcel zoals we die kennen, werd geboren - maar werd pas in 1991 door Sony en Asahi Kasei op de markt gebracht in hun draagbare elektronische apparaten.

Wat is een moderne batterij?

We gebruiken de term moderne batterij om de elektrochemische cellen te beschrijven die onze draagbare technologie-apparaten aandrijven. Batterijen vallen in twee algemene categorieën:

• Eenmalig gebruik: wegwerpbatterijen met elektroden die tijdens gebruik onomkeerbaar worden gewijzigd.
• Oplaadbaar: herbruikbare batterijen met elektroden die worden hersteld door tegenstroom.

De meeste moderne draagbare elektronica heeft een lithiumbatterij, de meest voorkomende is de lithium-ion (Li-ion) cel. U kunt ook een lithium-polymeer tegenkomen (Li-Po) cel die dezelfde elektrochemische samenstelling en algemene chemie heeft als zijn tegenhanger, maar meer kost om te maken en een lagere energiedichtheid heeft.

Desalniettemin zijn Li-Po-batterijen nog steeds populair vanwege hun lichtgewicht, flexibele ontwerp en hun verbeterde bedieningsmogelijkheden bij hogere en lagere temperaturen, iets waar Li-ion moeite mee kan hebben met.

Li-ion-batterijen bevatten meestal een geïntercaleerde lithiumverbinding zoals lithiumkobaltoxide (LiCoO₂) als één elektrode, grafiet voor de tweede en een organisch oplosmiddel als elektrolyt. Deze verbinding wordt gebruikt vanwege zijn hoge energiedichtheid en langzaam verlies van lading wanneer niet in gebruik, en vereist ook geen geheugencyclus om de levensduur van de batterij te verlengen Kalibreer en onderhoud uw MacBook-batterij voor de beste prestatiesAls u uw MacBook-batterij correct kalibreert en onderhoudt, is het mogelijk om de prestaties te verbeteren en het vervangen ervan zo lang mogelijk uit te stellen. Lees verder .

Alle lithiumbatterijen bevatten een druk-temperatuurcoëfficiënt. Dit is een beveiligingsschakelaar of -sensor die is ontworpen om te voorkomen dat de batterij oververhit raakt onder extreme omstandigheden of overmatig gebruik, een proces dat maakt de batterij meestal onbruikbaar door de chemische verbindingen die het laden / ontladen mogelijk maken permanent te beschadigen.

Het oplaadproces

Lithium-gebaseerde batterijen zijn de draagbare batterij van hun keuze geworden vanwege hun hoge energiedichtheid en oplaadbare eigenschappen Nieuwe batterijtechnologie laadt op in twee minuten, gaat twintig jaar meeEr is een nieuwe batterijtechnologie aan de horizon en de kans is groot dat deze de manier verandert waarop u uw apparaten gebruikt Lees verder .

Tijdens het laadproces bewegen lithiumionen door de elektrolyt van de positieve lithiumkobaltoxide-elektrode naar de negatieve grafietelektrode. Bij ontlading of in gebruik gaan de ionen terug door de elektrolyt, van negatief naar positief. Dit proces vindt plaats bij een relatief hoge spanning - 3,7 volt vergeleken met een alkaline AA-batterij van 1,5 volt - daarom zijn lithiumbatterijen voor veel consumenten de draagbare voedingsbron geworden elektronica.

Lithium-gebaseerde batterijen maken ook deel uit van grotere accu's De 6 beste back-up batterijpakketten voor het verlengen van de uptime van uw telefoonEen batterijpakket is een van de beste manieren om uw telefoon in noodgevallen op te laden. Hier zijn een paar draagbare powerbanks die misschien precies zijn wat u nodig heeft. Lees verder , zoals een laptopbatterij. Deze batterijpakketten bevatten een aantal lithium-ioncellen die in één groter onderdeel zijn gebonden en bevatten een aantal extra onderdelen:

• Temperatuursensor: Sensorbewakingstemperatuur in de verpakking in een poging de veiligheid en levensduur van de cellen te behouden.
• Spanningsregelaar: Sensor en circuit voor het bewaken en regelen van de output / capaciteit van elke cel in de verpakking
• Laadstatus van de batterij: Sensor informeert het besturingssysteem over de huidige laadtoestand (bijv. 47% vol)
• Connector: Pack connector voor laptop, merkspecifiek.

Op lithium gebaseerde batterijen kunnen duizenden laad- / ontlaadcycli uitvoeren voordat de kwaliteit van de cel echt begint te verbeteren degraderen, maar er zijn verschillende manieren waarop u uw batterij kunt verpesten, waardoor u mogelijk gevaar loopt werkwijze.

Accu-onderhoud

De positieve elektrode die wordt aangetroffen in de meeste lithiumbatterijen, LiCoO₂kan een aantal gevaren opleveren als de cel beschadigd raakt. In tegenstelling tot een aantal andere batterijopties, kan het compromitteren van de brandbare, onder druk staande verbinding extreme resultaten opleveren. Om dit tegen te gaan, worden op lithium gebaseerde batterijcellen onderworpen aan een aantal veiligheidstests, waarvan vele strenger zijn dan hun tegenhangers op zuurbasis.

Warmte

Er zijn een aantal gevallen van op lithium gebaseerde batterijen die ontsteken in extreme hitte. Batterijen onder hittebestendigheid gecombineerd met extra, onverwachte druk of kortsluiting kan 'exploderen' en een verwoeste batterij achterlaten Apple biedt gratis vervanging voor 1e generatie iPod Nano [Nieuws]Hoe zeldzaam het ook is dat Apple in het openbaar een storing toegeeft, deze is te groot om over het hoofd te zien. Volgens Apple kunnen de batterijen van sommige iPod nano's van de eerste generatie oververhit raken en een ... Lees verder en, vaker wel dan niet, een beschadigd stuk draagbare technologie.

Elke lithiumbatterij heeft een ingebouwde separator in de cel. Dit maakt onderscheid tussen de positieve en negatieve elektroden tijdens het laden / ontladen. Als deze scheider geperforeerd of beschadigd raakt, bestaat de kans dat de elektroden contact kunnen maken. Hierdoor ervaart de batterij een snelle warmtewinst die tot een explosie kan leiden.

De batterij heeft een ontluchtingsmechanisme om een ​​dergelijke gebeurtenis te voorkomen, maar uiteindelijk vanwege de aard van de chemische stof stof wordt afgeblazen, blijft de kans op een explosieve reactie nog bestaan ​​als gevolg van de warmte die door de chemische stof wordt gegenereerd reactie.

Afvoerclassificaties

Op lithium gebaseerd batterijen geven de voorkeur aan een gedeeltelijke ontlading Hoe u de batterij van uw telefoon langer kunt laten meegaan en meer sap kunt vasthoudenDe levensduur van de batterij is een van de grootste problemen van de moderne elektronica. Smartphones, tablets en laptops hebben er allemaal mee te maken - dus wat kunt u doen om de hoeveelheid tijd die u per lading krijgt te maximaliseren? Lees verder , in plaats van ‘diep’ of ‘vol’. Ze hebben geen laadgeheugen, dus een gedeeltelijke ontlading heeft geen invloed op toekomstige prestaties.

Een 'diepe' ontlading, d.w.z. dat de batterij volledig leeg raakt, zorgt ervoor dat de spanning van een lithiumbatterij daalt en kan leiden tot een permanent beschadigde batterij.

Verouderingsproces

Batterijen op lithiumbasis verouderen. Hun maximale levensduur ligt tussen de 2-4 jaar Wat te doen als de batterij van uw laptop of tablet niet oplaadtAf en toe ontvangen we een vraag op MakeUseOf Answers over een batterij die weigert op te laden. Dit is niet zo gek. Het is bekend dat batterijen slechts zo lang meegaan, en slechte omstandigheden kunnen hun levensduur drastisch verkorten. Problemen ... Lees verder afhankelijk van het aantal ervaren laad- / ontlaadcycli. Dat wil niet zeggen dat u het aantal keren dat u de batterij gebruikt moet bijhouden, want dat zou nogal moeilijk zijn. Maar als u een nieuwe batterij gebruikt en op de plank laat liggen, wordt de levensduur van de batterij niet verlengd - de batterij gaat nog steeds slechts 2-4 jaar mee.

Het is ook de moeite waard om te controleren wanneer een batterij is vervaardigd bij de aankoop van een nieuw draagbaar technisch product. Als het al een jaar overtollig in een magazijn is blijven zitten, is dat een jaar van batterijduur die alweer wegebben. Neem contact op met de productfabrikant en vraag waar mogelijk om een ​​nieuwe batterij.

Er zijn moderne batterijbeheertoepassingen die beweren de huidige geaccepteerde celafbraak in de loop van de tijd te kunnen terugdraaien, zoals batteryOS ', een product dat in februari 2015 wordt gelanceerd.

Li-Air

De volgende generatie lithiumbatterijen Batterijtechnologieën die de wereld gaan veranderenBatterijtechnologie is langzamer gegroeid dan andere technologieën en is nu de lange tentpaal in een verbluffend aantal industrieën. Wat is de toekomst van batterijtechnologie? Lees verder zal lithium-luchtchemie bevatten, wat zorgt voor een extreem hoge energiedichtheid in steeds lichtere ontwerpen. Li-Air-batterijen krijgen een energiedichtheidsvoordeel ten opzichte van hun traditionele tegenhangers door gebruik te maken van overvloedige zuurstof om stroom te veroorzaken, in plaats van de vereiste chemische oxidator op te slaan intern.

Helaas, onderzoek is nog steeds vereist op een aantal belangrijke gebieden voordat een commercieel levensvatbaar Li-Air-product op onze draagbare apparaten zal verschijnen.

Heeft dit uw begrip van de batterijen in uw draagbare apparaten geholpen? Laat ons hieronder weten wat je ervan vindt!

Afbeeldingscredits: Batterijen via Wikimedia Commons, Voltaïsche stapel via Wikimedia Commons, Lithium-ionbatterij via Wikimedia Commons, Lithium-polymeerbatterij via Wikimedia Commons, 3GS met kapotte batterij via Wikimedia Commons, Lege batterij via Pixabay, Battery Energy Density via Wikimedia Commons