急速な技術進歩に10〜15年のSF映画でしか見ることができますが、利用可能なデバイスは、広くなっているために:あなたの携帯電話を見て、PDAやノートパソコンください。また、ハイテク産業が咲いて、この騒々しい色の中完璧な時代錯誤従来の電池です。ちょっと考えてみよう、すべての近代的な電池は、前世紀にも開かれたが、はるか以前の根底にある原則。そして、彼らは受けているので、主にサイズと改良された材料の使用量を削減で構成されてので、大きな変化ではありません。これは、世界がGHzおよびナノテクノロジー後部座席を取る必要があります"古い"されていることと思われる。電池を電池では、プロセッサよりも重要な一部ではない - しかし、多くの近代的なモバイルデバイスの出現(プレーヤー、PDA、カメラ、ビデオカメラ、ノートパソコンなど)と我々は反対の傾向が目の当たりにしています。これは、すべての電源の容量に正確に依存しています。そして、それなしでも、最も豊富な機能を持つガジェットは、絶対に無駄になります。実際には、技術のこのような固体時代 - それは良いことだ。この期間、科学者や研究者が詳細に問題を検討してきた。現代は、"duraselly"これまでバッテリーボルト二世紀前から削除されます。そして今、メーカーは自社製品のパラメータを改善し、そのサイズを縮小する大金を費やしている。このプロセスのモータは、電子機器メーカーの小型化に向けて取り組んで一定です。このエリア内のすべての最新の開発は、最新のモバイル技術のニーズを満たすようにしようとしている。彼らも、新しい方法で回避という事実は、ラジオ、懐中電灯として、そうではありません。これらのデジタルカメラ、PDAのすべて、およびCDには、- MDは、MMCベースMP3プレイヤーは、突然に耐えることができます電池を必要として、ディスクを巻き戻し、電源の画面中に発生することから休止状態のサージ。対照的に、コンピュータ会社は、聖なるchtyaschihムーアの法則は、電池を製造する企業、(もそうでない)は、将来の最寄りの幻想を持っています。数十年前(!)が教鞭を執ることは半分にバッテリ容量を増加する新技術の奇跡的な出現を待っていません。それどころか、徐々に利用可能な改善、一生懸命働かなければならない。と、それはこの技術のリチウムポリマー電池の寿命の10年間で完全に枯渇されていないことを言えば十分業界のため、最も優秀な頭脳は、特定の容量の0.5%ポイント増加割合に続けている。電池開発の長い道のりを歩んでいるが、彼らはまだ人々に奉仕するのに十分なされていません。次に、我々だけでなく、目の前にあるかを理解しようとすると、電池の歴史をご紹介します。さて、これらの動作方法を、彼らが何の中にあるの表情で開始します。電池は、 - エネルギーを蓄え、彼らはその同じエネルギーを消費するデバイスを与えることをデバイスです。ただし、この定義の下にフライホイールや、例えば、クロックスプリングとして含まれています。残念ながら、携帯電話やPDAなどのロシア市場の時計のモデルで、この時点で我々がより良い時間には、この興味深い話題を残して、まったく表示されません。また、省略して鉛蓄電池の話 - 彼らはまだ十分とは言えない(車と混同しないでください)、モビリティを巨大な容量を持っているという事実にもかかわらず。通常、私たちは、記述することができるという"バッテリー"の意味は次:において化学物質が生成された電力で、その結果、発生するプロセスを孤立したシステムです。ポータブルコンピュータの出現は、同様に他の多くの携帯電話"もの"、自律的な電力供給技術の開発に新たな弾みを与えた。あなたは、従来のコンピュータで見れば、彼らは、ネットワークから供給されるため、実質的に電池を使用しないでください。例外は、マザーボード、バッテリー、無停電電源装置(UPS'ov)上のCMOS電池を呼び出すことができるようにし、ささいなことでは、"指"は様々なワイヤレスマウス、キーボードなどに挿入されるどのようにさまざまなモバイルデバイス:がされていなくても何かについて議論するには、バッテリー(またはバッテリー)に立っているだろう一つでも、名前を付けることは困難である。また、形や大きさによって、大のすべての品種は、それらはすべて実質的に同じ電池を使用する場合。つまり、と言うことです形状や容量は、それらを比較することが携帯電話と同じリチウムイオン電池を搭載ノートパソコンは困難である。同時に、大量消費のために製造されたすべての電池の概念は実質的に同じです。 2つの電極 - 陰極と陽極 - 2つの異なる金属で作られています(厳密に言えば、彼らは、酸化度の異なる必要があります)。第3の材料は、電解質と呼ばれるが、それらの間にスペースが完了しました。コンポーネントの幅広い選択肢がある正反対のプロパティを、別の特定の容量(そのボリュームに最大バッテリの比)と公称電圧反対している電池の多くの種類が統一されたスキームを作成することができます。
履歴
これは、後半に十八世紀イタリアの物理学者や博物学者、アレッサンドロボルタ(1745年〜1827年)に発見され、その基本原則は、この日のために使用されると考えられている。それはパヴィアの大学で働いていた、彼は"動物電気"、数年前に彼の同胞ガルバーニで(彼の名誉の電気化学電池で頻繁に電気と呼ばれる)を開き、興味を持つようになりました。ボルタは、現在の足をカエルの筋肉の低下の原因となって、2つの異なる金属の接触によって生成されることを明らかにした。したがって、彼は電気が筋肉で生産されていることをガルバーニアイデアを拒否した。彼のポイントを証明するために、彼は食塩水を持つ2つのカップを埋め、金属エッジでそれらを組み合わせる。これらの円弧の一端は、銅一亜鉛した。彼らはそれぞれのボウルは、各タイプの一方の電極となるように設立された。この構造は、最初のバッテリーは、ソリューションの2つの金属間の化学反応によって電気を生成します。 1800年に彼は彼の有名な"ボルタパイル"を、最初のDC電源を作成、それを完成させました。彼は生理食塩水で湿らせ、2つの異なる金属製のドットの20組、革や布のレイアウト部分を表す。イタリアの科学者の認識では、彼の名前は、電圧のいずれかの名前が挙がっている - ボルト。
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他の実験者は結果を気づいている。彼らは、電池の新しいタイプを作成し、ボルタパイルを改善している。たとえば、1836年に英国の化学者ジョンダニエルは、硫酸の容器に銅と亜鉛の電極を置く。この電池は、"平面要素"またはと呼ばれる"ダニエルの要素です。" 3年後、別のイギリス人、ウィリアムR.グローブは、脱臭装置は、出力電圧を低減するカソードの近くに、水素の蓄積を防ぐために追加されます。オリジナルのデザインを改善するため、他の試みはあったが、これらの原始的なデバイスのいずれも現在は使用されません。最初の重要なブレークスルーはフランス人のガストンプランテなされた。 1859年、彼は面白い体験を、外側が行わボルタに似ていました。彼のガルバニ電池は、鉛板の電極として使用されたのと電解質が希硫酸。プランテは、DCの要素が、バッテリーを充電するためにいくつかの時間に接続されています。楽器自体は練習に費やしたほぼすべてのエネルギーを製造、電気を生成していました。そして、それが何回も充電することができます。それはそれはまだすべての車で使用される同じ鉛蓄電池を製造登場とまったく同じです。別のデバイスは、長期肝臓が開発されており、1866年に別のフランスの発明、ジョルジュLeklansheで特許を取得しています。それはそのような名前が一致しませんでした当初が、現代の"ドライ"電池のプロトタイプを務めた要素に敬意を表して名付けられました。 Leklanshe提案のバージョンでは、電解質は液体であったという事実。同じよう製造電池での内容とバッテリーを供給する装置の損傷の漏洩を防ぐためにゼリーに置き換えられています。この期間中の技術はほとんど変わっていない残りの部分では、。半世紀前に、ドライの要素は、黒鉛棒(陰極)と内部空間は、電解質で満たされて挿入される亜鉛カップ(陽極)である。この技術は、懐中電灯、選手、玩具などに挿入され安価で大規模な電源を生成使用ただし、元の"ウェット"フォーム要素のLeklansheはどちらもコンパクトでも信頼性の高いいた。したがって、多くの革新は、このようなリークを許可しない、気密容器入りのものに配置することとして、消費者の資質を向上させるために何度も試してみました。
電池の種類
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最も近代的な電池は:ニッケルカドミウム、ニッケル水素、リチウムすべて - 大規模な企業や大学の研究室で20世紀には早くも開発されました。新しい化学システムは、独自の直感に基づいて、個々人によって発明されていません。細胞の機能を支える基本原則は、すでに十分に調査し、記述された、正確な式を。今日は開発者が直面する主な問題は、最適なコンポーネントの選択です。化学は、2つの種類の電気的細胞を区別する:第1および第2。両者の違いは、彼らが作り出すエネルギーを生成する方法にあります。第一種の要素は - アノード、カソードおよび電解質の結果は不可逆的な変化を受けることを化学反応により電気を生成する使い捨て電池です。これは、このような電池の充電を行うか、または非常に不合理なことは不可能です(たとえば、バッテリーの特定の種類を充電するためには、保存以外の種があります元の担当のごく一部を蓄積しながら、10倍以上のエネルギーを費やす必要があります。)その後、バッテリーのみ、うまくいけば、それはリサイクル、ほとんどの埋立地に可能性が入ったゴミ箱にスローする必要があります。第二種の要素は、より頻繁に電池と呼ばれています。これは、電極はDC電源を接続する場合、それらは充電することができることを意味します。その中に発生する化学反応は、可逆的である。したがって、第二種の電池は、生成しないだけのエネルギーが保存してください。等しい他のものは、電池は使い捨て電池と比較して最適と思われる。それらを使用して、我々は、放電の後だから、彼らは捨ててはならない、環境を少しでも多くの害をしない。同時期に従来の電池は、100〜200個が必要になりますがバッテリーが1つは、約一年に使用することができ、各要素は、有害物質が含まれています。しかし、それはそれほど単純ではない。実際には、電池は彼らが他のすべての電池を置換するのに許可していないいくつかの重大な欠点を持っています。緊急の場合には、使い捨て電池は最良の選択です。彼らはいつも行く準備ができて安いです。しかし、定期的に使用されているモバイルデバイスは、電池が最も収益性の高いオプションが残っている。電池のいずれも、永遠にエネルギーを保存することはできません。化学物質の中に、お互いに反応し徐々に分解する。その結果、バッテリの寿命が短くなります。この漸進的弛緩法では主に2つの理由があります。いくつかの化学反応はエネルギーを蓄積する能力に影響を与えます。しばらくするとバッテリーが全体電荷を失うことになる。今回は、貯蔵寿命は、通常、彼女の体に示されているという。これは、タイプ、および電池の設計に依存して保管条件は、自分の人生の期間に影響を与えます。近代的なリチウム電池は、同時に、他のタイプの要素は、数週間(例えば、使用開始後、空気亜鉛電池)で排出することができ、10年以上も保存することができます。彼らは不利な条件で保存されている場合でもでも"長期"のサンプルがすぐに使用不能をレンダリングすることができます。特に高い温度の影響に影響を与えます。彼らがしている場合は、対照的に、(そして、いくつかの種類も凍結)クールな、それはしばしばはるかに長く、指定された有効期限よりも一度に最高の形でそれらを維持するのに役立ちます。電池の可逆化学反応が使用されてもいないときに発生します。このプロセスは、自己放電と呼ばれています。これは通常の放電と同様に、可逆的である。自己放電効果率は、同じ要因は、ストレージの期間で同じように、それも非常に電池の種類ごとに異なる可能性があります:いくつかは1日あたり10%の充電には、他の人がわずか1%を失う。電池の種類ごとに知ることが重要であるもう一つのインジケータは、特定の容量です。それは、その質量または体積要素の比として定義されている単位質量または体積当たりのワット時間で表されます。比率が高いほど、より多くのエネルギーより、それが携帯機器で使用するためのものです魅力的で、単位重量当たりの格納することができます。このテーブルには、電池の種類ごとの比率を示し、Vatt-chasah/kg表明した。
| タイプ | 電圧 | Ud.emkost |
| ニッカド | 1,2 | 40〜60 |
| ニッケル水素 | 1,2 | 60〜80 |
| リチウムイオン | 3,6 | 90〜110 |
| リチウムポリマー | 3,6 | 130〜150 |
化学システム
電池(だけでなく、それらのフィードを任意のデバイス)の開発の主要な要因の一つは、指定された(最小)のサイズと重量の最大特定の容量を達成することです。化学反応は、要素内で発生し、その能力と物理的なサイズを決定します。原理的には、電池の開発の全体の歴史は、新しい化学システムを見つけるため、可能な限り小さくし体内にそれらをパッケージ化低減されます。今日は他のほとんど十年と指摘したいくつかの、19世紀に開発された電池の種類がたくさんある。このような多様性は、それぞれの技術は、その強みを持っているという事実によって説明されています。我々は、ほとんどの携帯デバイスで使用される者の共通のを教えてくれます。
乾電池
最初のシリーズで生産電池だけで乾燥していた。本発明のLeklansheの相続人は、彼らが世界で最も普及している。唯一の会社エナジャイザーは毎年以上6000000000このような電池を販売しています。一般的には、"バッテリーは、私たちが意味する言葉 - 乾電池を"そして、これはすべての"大規模な"タイプの低い特定の容量を持っているという事実にもかかわらず。このような人気は、この名前は、一度に3つの異なる化学システムで呼び出されていること、第二に、まず、その安によるものです:塩素酸亜鉛、アルカリ亜鉛マンガン電池(要素Leklanshe)。彼らの名前は、それらが作成された基づいて化学システムの指示を与える。炭素棒のカソード電流コレクターの軸上に位置乾電池で。カソード自体は二酸化マンガン、炭素電極と電解質を含むシステムです。亜鉛"カップ"は陽極であり、金属筐体の要素を形成している。電解質は、順番に、塩化アンモニウム、二酸化マンガンおよび塩化亜鉛で構成されて混合物です。マンガン亜鉛および塩素亜鉛の要素は、実際には、電解質には、異なります。前者は水で希釈し、塩化アンモニウムおよび塩化亜鉛の混合物が含まれています。ほぼ100%の塩素亜鉛電解では塩化亜鉛です。公称電圧の差が最小で:1,55 Vと1.6 Vの。 Leklansheは、この利点は、低負荷時に消えるの要素と比較して、クロール亜鉛はそれ以上の容量を持っているという事実にもかかわらず。したがって、彼らはしばしば"大型"、ハイパワーと、すなわち要素書いてみませんか?すべての乾電池の有効性負荷を増大させると強く減少、それは可能性がありますようにということ。それは、彼らは、それが、彼らは単にこの目的のために設計されていない価値がない配置する理由は近代的なカメラです。に関係なく多く、アルカリ電池の広告のピンクのウサギ走り回っているか - それはすべて同じ炭素亜鉛鉱物は19世紀から来たです。唯一の違いは、特別な能力とそのような電池の貯蔵寿命を向上させることができます電解質のブレンド選択されています。秘密は何ですか?この混合物は、他の2つのタイプよりも若干アルカリ性です。
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アルカリ電池の化学組成はほとんどの項目Leklansheその異なっている場合は、デザインの違いは重要です。我々は、アルカリ電池乾電池が裏返しになっていると言うことができます。それらの外側ケーシングはそれだけで保護シェルの、アノードです。アノードは、電解質(順番に、水酸化カリウムの水溶液である)と混合し、亜鉛粉末のゼリー状の混合物である。カソードは、石炭、二酸化マンガンの混合物、アノードと電解質を取り囲んでいる。これは、ポリエステル等の不織布の層を分離しています。アプリケーションに応じて、アルカリ電池は、従来の炭素亜鉛よりも4-5倍長持ちすることができます。長い非アクティブ期間の散在ストレス期間の高い短絡特に顕著ですこの違いは、このモードを使用する場合。これは、化学物質が、それらは可逆的ではなく、ベースにしていますがで処理するため、アルカリ電池は、充電されていないことを覚えておくことが重要です。それは充電器に入れておけば、それは、バッテリーのように動作するとは限りません抵抗というと - に加熱を開始します。それが時間内に引き出していない場合は、それが爆発するのに十分な力を暖めます。
ニッケルカドミウム電池
タイトルは、このタイプの電池は、ニッケル陽極、カドミウム陰極を持っていることを教えてくれる。ニッケルカドミウム電池は(ニッカド指定)は、世界中の消費者の間で人気があります。 500あるいは1000 - - パフォーマンスが大幅に低下させることなく最後ではなく、少なくとも彼らは充放電サイクルの数が多いに耐えることができるという事実によるものです。加えて、彼らは(約2倍の特定の容量アルカリ電池よりも低いが)比較的エネルギー集約型軽量です。その一方で、彼らは両方を使用中に、より注意が必要ですので、いつ処分するには、有毒なカドミウムが含まれています。
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化学反応の結果は、内部抵抗を増加させるため、ほとんどの電池の出力電圧は、放電するにつれて減少する。ニッケルカドミウム電池は、非常に低い内部抵抗によって特徴付けられるため、出力電流に強い十分に適用される場合がありますが、加えて、実質的緊張緩和には変更されません。したがって、出力電圧はまた、実質的に電荷がほとんどなくなることはされている限り変わりません。次に、出力電圧がゼロ近くまで値下がりしました。電気回路を設計する際に一定の出力電圧が利点ですが、それはまた、現在の充電レベルの定義は、事実上、不可能であることができます。電源は、この特定のバランスのためには、作業時間とバッテリーの特定の種類の既知の容量に基づいて計算されますので、おおよその値です。はるかに深刻な欠点は、"メモリ効果"です。バッテリが充電を入れ完全に放電していない場合は、その能力が低下することがあります。実際にカドミウムの結晶のアノードでこのような"間違った"電荷いることを確認します。彼らは、中間レベルを思い出して、化学的な"メモリ"電池の役割を果たしている。バッテリが完全に放電されている場合と、このレベルに分類されますバッテリの次の放電時に、出力電圧が低下します。復讐に燃えるの結晶が、この不快なエフェクトの効果を高める、陽極で形成されていきます。それを取り除くためには、この中間レベルに達した後に緩和を継続する必要があります。唯一の方法は、メモリを"消去"して、フルバッテリ容量を復元します。はるかに深刻な欠点は、"メモリ効果"です。バッテリが充電を入れ完全に放電していない場合は、その能力が低下することがあります。実際にカドミウムの結晶のアノードでこのような"間違った"電荷いることを確認します。彼らは、レベルを中間そのメモリ"電池、思い出して"化学の果たす役割を。バッテリが完全に放電されている場合と、このレベルに分類されますバッテリの次の放電時に、出力電圧が低下します。復讐に燃えるの結晶が、この不快なエフェクトの効果を高める、陽極で形成されていきます。それを取り除くためには、この中間レベルに達した後に緩和を継続する必要があります。唯一の方法は、メモリを"消去"して、フルバッテリ容量を復元します。この手法は、一般的に放電と呼ばれています。しかし、深い傷まで、完全なわけではありません。"これは、ちょうど怪我をしていますアイテムの寿命を短くします。出力電圧を使用しての過程で(公称電圧1,2 Vで)1 V以下になる場合は、障害のあるバッテリーにリードしている。PDAやノートパソコンなどの洗練された機器は、彼らは、バッテリーの残量がしきい値を下回る前にオフになっているように構成されています。深放電電池は、多くの有名企業を生み出す特別な装置を使用する必要がありますしてください。一部の製造業企業は、新しいニッケルカドミウム電池はメモリ効果の影響を受けていないことを明らかにした。しかし、実際にはそれが証明されていない。何の生産者は最大の効果にバッテリが完全に充電する必要がありますたびに達成し、それから、彼らは、甘やかされていないことを全体的に仕えてきた通常の放電を待つ約束しても構いません。
電解を防止する
水素と酸素:ニッケルカドミウム電池の電解の結果する可能性が爆発性のガスを蓄積する。これを防ぐには、電池が封印された封筒に配置されます。蓄積されたガスの自動換気のための設計された特殊なマイクロバルブがあります。彼らは、彼らが非常に注目することは困難であること小さいです。これは、これらのバルブが閉じていたので、バッテリ寿命が接着剤やテープ巻き、ラップではありませんが重要です。
ニッケル水素電池
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化学の観点から、カソードための理想的な材料は、水素になります。しかし、の通常の使用条件の下で、これは不可能です。室温、大気圧で、それはガスであり、それはむしろ電池の材料としても、充填バルーン使いやすくなっています。しかし、後半に第六十世紀に、20の科学者は合金量の1000倍自分より大きい原子状水素を結合することができる数を発見した。彼らは、化合物、水素化物と呼ばれ、彼らは通常、亜鉛、リチウム、ニッケルなどの金属である。十分な水素を保存することができます化物の助けを借りて、適切な使用と電池内部の可逆反応で使用される。水素陰極とニッケルのアノードを持っている最も広く使われているニッケル水素(NiMH)電池、。水素化物の使用は、いくつかの利点があります。最も明白な生産が有毒なカドミウムを使用していないということです。本資料の不在は、これらの電池はメモリ効果がないことであることを意味します。また、陰極として水素を使用することにより、特定の容量(ニッケルカドミウム電池と比較して)で50%の増加を終えることができた。実際には、これはニッケル水素電池は、プレーヤーまたは同様のデバイスは50%以上上で実行されることを意味します。しかし、水素の利用だけでなく、肯定的にも否定的な結果をもたらします。主な欠点は、これらのバッテリは、かなり多くの自己放電しやすいということです。そのうちのいくつかは最新モデルが、このパフォーマンスが減少し、1日あたり5%の手数料まで失っている。負荷の下でニッケル水素電池の放電のスケジュール少しニッケルカドミウム異なっています。定格電圧は、彼らが(すべて同じ1.2 V)の違いはありません。しかし、バッテリが完全にし、充電されている場合、この短い期間の後に1.4 Vの出力電圧は、それが1.2Vに低下するいくつかの時間、さらにニッケル水素-電池用ニッカドと同じように動作します。両方のタイプの一般的な同様の特性を持っています。ニッケル水素-電池はまた、/放電サイクル(通常は約500)、まだ彼らは、2つの異なる技術は、電荷の多くに耐えることができる、偉大な強さの電流を生成することができます。 2種類のバッテリの放電時にほとんど同じ動作を、場合には、類似の電荷が観測されていません。具体的には、ニッケルカドミウム電池、ほぼその温度を変更しないで充電中。ニッケル水素は、このようにするときに到達フル充電と、熱を生成するには、彼らは非常に大幅に加熱することができます。このため、別の電池は別の充電器を必要としてください。そして、市場が普遍的なデバイスは、通常、いったんは、同じタイプの電池を充電することができますがある。
リチウムイオン電池
リチウムは、最も反応性の金属であり、エネルギー最先端のワイヤレス技術を提供する最もコンパクトなシステムではそれを使用した。リチウム陰極は、大容量とほぼすべての電池に使用されます。しかし、この金属電池の活動のおかげでのみ非常に受容さが得られる、彼らはまた、最高の定格電圧を持っています。陽極に応じて、リチウム含有要素が3,6 V! 1,5 Vからの出力電圧を持っている
再びリチウムを使用しての主な問題は、その高い活動です。彼も起こるかもしれない - それは電池になる何もではなく、最も快適な機能と言う。これらの問題のため、として、20世紀70 -第八十年として、"有名な"その信頼性が低いために初期表示されるようになった金属リチウムに基づいて、上の要素。これらの困難を取り除くために、メーカーはイオンの形でリチウム電池を使用するように求めている。したがって、彼らは気まぐれな金属フォームに接触することなく、すべての有用な電気化学的特性を得ることができた。リチウムイオン電池では、リチウムイオンは他の材料の関連する分子があります。典型的なリチウムイオン電池は、炭素アノードとlitiykobaltdioksidaのカソードを持っています。電解質は、基本的にはリチウム塩のソリューションです。
リチウム電池、ニッケル水素よりも高い密度を有する。言ってやるが、ノートPCのような電池は、ニッケル水素半分以上時間が長く、いずれかで動作する場合があります。また、リチウムイオン電池は、初期ニッケルカドミウム電池を受けたメモリの影響から免れる。一方、近代的なリチウム二次電池の内部抵抗はニッケルカドミウムのそれよりも高くなっています。したがって、彼らはこのような強力な電流を提供することはできません。のNi - Cd電池はコインを溶かすことができるしている場合は、リチウムがすることはできません。それは、(ジャンプの負荷に関連付けられていない場合しかし、それでもなお、これらのバッテリの電力は、ラップトップのための十分だろうこれはハードドライブまたはCD - ROMなどのいくつかのデバイスは、過酷な条件下で高いジャンプが発生しないことを意味します - たとえば、最初の昇格時に)またはスリープモードからウェイクアップします。また、リチウムイオン電池は、充電サイクル数百人の立っているという事実にもかかわらず、彼らはニッケルを使用するものよりも短い生活を送る。リチウムイオン電池は、ほとんどの場合、シリンダされているフォームの(組織の層によって分離された場合でも)液体電解質を使用しているという事実のために。このフォームは重合電解質リチウムイオン電池の出現を持つ要素の他の形態よりも悪いですが小さくなってきている。
リチウムポリマー電池
現在使用されて最も先進的な技術は、リチウムポリマー電池を作成することができます。電池のメーカー、およびコンピュータ機器既に中のこの要素の型に徐々に移行する傾向となっている。リチウムポリマー電池の主な利点は、液体電解質の欠如です。いいえ、それは科学者たちは、電解質と完全に分配する方法を発見したことを意味しません。アノードは、ポリマーのバリアのカソードと、リチウム塩が含まれているポリアクリロニトリルなどの複合材料から分離されている。液体成分がないため、リチウムポリマー要素は、円筒形の電池の他のタイプとは異なり、ほぼすべての形状を取ることができます。彼らのために包装の従来の形態は平板やバーです。このように、彼らはよい空間に電池を記入してください。その結果、同じ比重で、リチウムポリマー電池最適な形状が同等のリチウムイオンが22%以上のエネルギーを保存することができます。これは、円筒状の電池の場合は、未使用のままだろう室の隅に"死んだ"ボリュームを充填することによって達成される。これらの明白な利点に加えて、リチウムポリマー要素は、環境と簡単に外部金属ケースがないために友好的である。
リチウム電池zhelezodisulfidnye
リチウムは3Vより出力電圧が高くて電池を含む他のとは異なり、リチウムは半分にzhelezodisulfidnyh。加えて、それらは充電することはできません。この技術は、開発者が使用するアルカリ電池用に開発技術でリチウム電源の互換性を確保するために行っているが、妥協を表しています。電池の化学組成は、特別に行われました。彼らは、リチウム負極電解質のカソードzhelezodisulfidnogo層から分離される。このサンドイッチは、換気のためにmikroklapanamiだけでなく、ニッケルカドミウム電池と密閉エンクロージャ内に充填されている。要素のこのタイプの電池をアルカリのライバルとして構想されています。リチウムzhelezodisulfidnyeと比較して、より高い能力を持って、3番目は以下の重さとは、また、また、長く保存されています。ストレージの10年後も、彼らはほぼすべての電荷を保持する。優位性は、競合他社よりも多くの高負荷時に発音される。高負荷電流がリチウムzhelezodisulfidnye要素の場合では、同じサイズのアルカリ電池に比べての2,5倍の時間が動作することができます。出力は高電流を必要としない場合は、この差はそれほど顕著です。 20ミリアンペアアルカリ電池の負荷でリチウムzhelezodisulfidnoy 135時間対122時間動作します:たとえば、電池のプロデューサーの一人は、そのバッテリーのサイズAAの2種類の次のような特徴は言った。負荷は1Aまで増加した場合、仕事の時間は、それぞれ0,8と2,1時間となりました。彼らが言うように、結果は明白です。これらの強力な電池は長い間、比較的少ないエネルギーを消費するデバイスを装着しても意味がありません。彼らは具体的には、カメラ、強力な懐中電灯で使用するために設計されていた目覚まし時計やラジオは、アルカリ電池を置くことをお勧めします。
充電器
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充電するための近代的なデバイス - 両方のあなたとあなたのバッテリー - 保護の異なるシステムを備えた高度な電子機器。ほとんどの場合、独自の充電器に要素の各タイプを指定します。ときだけでなく、電池でなく、充電台無しにすることができます、不適切に使用されます。定電圧定電流 - 充電器の2つのモードがあります。デバイスのみ定電圧と非常に簡単ですその仕事。彼らは、常に同じ電圧を提供している電流の強さは、電荷のレベルを電池に依存する(およびその他の要因)。エネルギーの蓄積により、電圧が上昇し、それゆえ、潜在的な差は充電器と電池を減少させる。その結果、回路が減少し、現在の。彼らは難しいことではない配置され、すべてが必要 - トランスと整流器(ACをDCに整流用)(所望のレベルに電圧を低減する)。彼らは通常、過充電などに対する保護のシステムに追加されますが、このようなデバイスは、リチウムイオン電池の一部が装備されている。充電器の第二のタイプは一定の電流の強さを提供し、必要な電流値を提供する電圧を変更します。充電は、バッテリ電圧がフル充電に達したときに停止します。通常、これらのデバイスは、ニッケルカドミウム、ニッケル水素の要素に使用されます。ためにバッテリを台無しにしないように、必要なレベルに達した後、充電を停止する時間が必要です。バッテリーと"だまさ"充電器の種類に応じて複数の技術を使用して充電するために必要な時間を決定します。最も単純な例では、バッテリーによって生成される電圧によって測定されます。システムがバッテリ電圧を監視し、しきい値レベルに達する時にチェーンを終了します。しかし、このメソッドは、すべての要素には適していません。例えば、それは放電曲線はほぼ直線の時間のほとんどを、ニッケルカドミウム電池用充電器で会うことはありません。これが不可能なしきい値電圧を決定することができます。より洗練された充電器は、素子の温度を測定することに基づいて、操作のモードを選択した。バッテリーが加熱して起動すると、彼らはアンペア数が減少します。通常、このような電池の素子の温度を監視すると、対応する信号の充電器を送信し、温度計を構築されています。最先端のデバイスを一度にこれらの2つのメソッドを使用します。彼らは、大電流で起動して、低に切り替えることができます、センサの電圧および温度のデータを処理します。バッテリが充電されている場合、それらはメンテナンスモード電荷に入る。ケースでは、この、バッテリが放電の自己処理して補正わずかに充電のみ。この例では、現在は1つだけ次元、1次元、現在の電池公称放電の第三十第二十です充電してください。しかし、このバッテリの小電流充電モード(たとえば、充電ニッケルカドミウム電池のですることはできません)を維持する必要があります。ノートパソコンや携帯電話のほとんどの充電器は、常に要素に接続することができるように設計されています。
ストレージ
あなたのバッテリーは、可能な限りの世話をするために、それらについての何かを限り提供する場合。第一種の要素では、使い捨て電池、すなわち、より簡単に、その唯一の重要なことは、格納するためにいて、それらを使用した後に、すべて同じスローされます。彼らは定期的に充電する必要があるため、バッテリーは、2番目の種類の要素は、より多くの注意が必要です。すべての電池は、獲物を過熱。それは時間で停止しない場合も、破壊的な料金になることがあります。何も深刻なお使いのバッテリーは、それが充電器に接続されている場合暖かく感じるということです。しかし、大幅に温度上昇を過充電、バッテリが熱くなり、それは電荷の多くが成功しないことを確認してサインです。それが完全に放電されている場合バッテリーも使用不能にすることができます。これは、短絡が発生する可能性があります。なお、興味深い事実は:推奨レベル以下の退院後のバッテリーの一部が極性を変更することができます!一般的には、あなたのラップトップは、そのバッテリーはほぼ完全に放電されていることを警告する場合は、作業を続行しようとしないでください - 詳細来る。ほとんどの充電式電池は、最高の放電状態で保存されています。これは特にのNi - Cdセルに適用されます。したがって、これらの電池は、その在庫は、通常荷電販売の長さです。
デバイス
デバイスのほとんどは、標準サイズの電池の使用を含む、例えば、単は、AAA、などが挙げられる。したがって、買い手はアイテムの種類を選択するかの選択肢を持っています。いくつかの炭素亜鉛電池で見ることができる碑文は"頑丈"(高負荷)、単に売名行為ではありません。これは、彼らは偉大な強さの電流を必要とするアプリケーションで使用するために意図されていることを意味します。子供のおもちゃなど、それらが適用されているライト、電動機、すべての機器、 - このようなデバイスの例。そこでは、もはやこれらの電池最終ロットいつもより。デバイスは、ほとんど電力を消費している場合、この利点は、ほぼ、ほとんど目立たないです。別のリチウム含有電池はお互いに非常にアプリケーションに点で異なっている。リチウムzhelezodisulfidnyeは、c、重負荷作業でチャンピオンです。アプリケーションで使用されるリチウム時計電池などの他の種類は、ここで、逆に負荷が大きくありません。リチウムイオンとリチウムポリマーとの間のどこかにされるため、最も汎用性があります。使用できる電池、使い捨て電池は通常、最初にすることが望ましいです。しかし、いくつかのケースでは、その利点を主張されていません。てください、例えば、しかし、ほとんど電力を消費し、リモート制御は、連続的に使用され、長い時間。従来の電池は、数年前から、それを最後にすることができます電池自体はこれらの要素ははるかに高い自己放電率を感じたなる時間のような長い期間に加えて、あまり住んでいない。それとは正反対にめったに使用され、常に必要なときに動作するように準備する必要がありますデバイスがあります。また、何か使い捨てですが、"長期の再生"を置く方が良いです。一般的には、原則がクリアされている - 何か良いことを、何か悪いことする各アプリケーションに最適なバッテリまたはバッテリを持っていない。さて、最後に、我々はいくつかの重要なルールを繰り返す:
- 金属が短絡、バッテリ端子をオブジェクトなら、それはヒートアップして起動します。これは、あなたの財産に損害、さらには火災の原因となることができます。
- 電池のほとんどは、充電による電気分解の過程で水素を生成します。近代的な電池の建物のシーリング大幅には、漏洩ガスの火災の危険性を低減する内蔵バルブの定期的に水素累積黒字を解放するためには完全な保証を与えることはできません。
- 多くは、より危険な建物を離れることができないガスです。場合の自動弁は、圧力の中の温度は、バッテリが爆発するように大きくなることがありますがブロックされたいくつかの理由がある。したがって、建物の電池は、プラスチックなどに密封、封印されるべきではありません。
- ほぼすべての電池は有害な化学物質が含まれている:有毒、有毒、可燃性 - の技術に依存します。したがって、それらが適切に使用後に廃棄することが重要です。当然のことながら、それはまだすべてのことは最寄りの埋め立て地ですが、それは彼らが路上に横たわっているよりも、どこか遠くにあるように優れています。
源、材料:
エクストリームテック
HPCru
作家、翻訳:
オレグKurapov