Стандартный автомобильный аккумулятор состоит из шести 2-вольтовых элементов, что дает на выходе 12 вольт. Каждый элемент состоит из свинцовых решетчатых пластин, покрытых активным веществом и погруженных в электролит. Отрицательные пластины покрыты мелкопористым свинцом, а положительные двуокисью свинца.
Когда к АКБ подключают нагрузку, активное вещество вступает в химическую реакцию с сернокислотным электролитом, вырабатывая электрический ток. На пластинах при этом осаждается сульфат свинца, и электролит, соответственно, истощается. При зарядке эта реакция проходит в обратном направлении, и способность аккумулятора давать ток восстанавливается. То есть принцип работы аккумуляторных батарей основывается на химических реакциях между свинцом и диоксидом свинца в сернокислотной среде, в результате которых вырабатывается электричество.
Свинцово-кислотный аккумулятор, кроме видимой части, а это корпус аккумулятора, крышка, клеммы, индикатор заряда, имеет сложную внутреннюю конструкцию. Внутри аккумулятора находятся электроды (положительные и отрицательные), представляющие собой свинцовые решётки, и разделенные изоляторами (сепараторами), которые погружены в электролит.
Сепараторы предохраняют пластины (решётки) от соприкосновения друг с другом. Если будет соприкосновение разноименных пластин, произойдет короткое замыкание и аккумулятор не будет действовать. Сепараторы, не допуская короткого замыкания, в тоже время должны пропускать ток через электролит. Материалом для сепараторов служит, как правило, микропористая пластмасса.
Электроды погружены в химическое вещество электролит, состоящий из разбавленной дистиллированной водой серной кислоты (h3SO4). При разряжении аккумулятора активно расходуется серная кислота, в результате чего образуется вода. С образованием воды, общая плотность электролита снижается.
При зарядке аккумуляторной батареи, все происходит в обратном порядке. Вода «используется» на создание серной кислоты, соответственно общая плотность электролита повышается. Срок службы автомобильного аккумулятора и его характеристики напрямую зависят от качества серной кислоты и воды, входящих в состав электролита.
Электроды или решетки, изготавливаются из свинцовых сплавов. Эти сплавы содержат в себе такие компоненты, как сурьма, кальций, олово, наделяющие сплав определенными свойствами, и защищающие свинец от коррозии. Состав сплава свинца, а также форма решетки электрода, значительно влияют на характеристику батареи, например, мощность кислотно-свинцового аккумулятора или пусковой ток аккумулятора. Решетка заполнена активной пастой, которую изготавливают из свинцово-оксидного порошка. Состав свинцово-оксидного порошка и свойства пасты влияют на свойства аккумулятора
Корпус аккумулятора обычно изготавливают из ударопрочного, термостойкого пропилена.
Такие аккумуляторы бывают различных типов: Жидкостные, Гелевые и AGM. Начнем с того, что это все кислотные аккумуляторы и принцип их работы не отличается от друг от друга.
12-ти вольтовый Аккумулятор состоит из шести ячеек, в которых находятся электродные блоки, состоящие из пластин (решеток) положительных и отрицательных с нанесенной на них активной массой и разделенных между собой сепаратором, все это залито электролитом. Процесс образования (выработка) электричества происходит при химическом взаимодействии между активной массой, нанесенной на решетки и электролитом.
Основное принципиальное отличие Обычных жидкостных, Гелевых (GEL) и VRLA или SLA созданных по AGM технологии батарей заключается в физическом состоянии электролита:
Решетки электродов, удерживающие активную массу, легируют сурьмой и мышьяком. Добавки улучшают технологичность литья, повышают твердость и коррозионную стойкость электродов. В то же время сурьма способствует повышенному расходу воды и снижению ЭДС батареи в процессе эксплуатации.
Дальнейшее развитие привело к снижению доли сурьмы в составе сплава, из которого льют решетки. Это привело к появлению малообслуживаемых аккумуляторов (малосурьмянистые технологии), так же увеличился срок службы батареи. Затем из отрицательных пластин сурьму вытеснил кальций. Появились «Гибридные» аккумуляторы стали требовать долива еще реже.
Применение кальция в положительных и отрицательных пластинах (кальциевые технологии) привело к появлению батарей, теоретически не требующих долива на протяжении всего срока эксплуатации. Однако такие батареи выходят из строя от глубоких разрядов. Чтобы повысить стойкость, в свинцово-кальциевый сплав положительных пластин стали добавлять серебро. Применение лабиринтных крышек и пробок, конденсирующих остатки испарения воды и возвращающих ее обратно в аккумулятор, привело к появлению полностью необслуживаемых батарей в течение всего срока их жизни.
Гелевые аккумуляторы появились с началом освоения космоса. Гель, получающийся в результате добавления в серную кислоту двуокиси кремния, позволяет добиться полной герметичности батареи, так как все газовыделение происходит внутри пор в массе геля. Таким батареям нет равных по стойкости к глубоким разрядам, они намного долговечнее традиционных. Но распространения у автомобилистов гелевые аккумуляторы не получили по причине очень высоких требований к бортовому электрооборудованию и из-за резкого падения пускового тока на холоде.
Наиболее современная технология (AGM) вновь вернулась к жидкой кислоте, но теперь электролит удерживается в порах сепаратора из ультратонких стеклянных волокон. Такая конструкция позволяет не только герметизировать корпус, но и сохранить работоспособность батареи даже в случае повреждений наружной оболочки. AGM-батареи нечувствительны к колебаниям температуры, очень стойки к глубоким разрядам, долговечны, виброустойчивы и могут работать хоть лежа на боку, но боятся перезаряда.
Гелевый электролит заполняет пространство между пластинами аккумулятора, но сепаратор не исключается. Рекомбинация газов в гелевых аккумуляторах имеет эффективность до 97%. Гель эффективнее фиксирует материал пластин, снижая их износ в режимах глубоких разрядов, поэтому циклический ресурс гелевых аккумуляторов в 2-3 раза выше, чем у обычных, поэтому их целесообразно применять в тех случаях, где такое применение (циклический режим с глубоким разрядом) востребовано. Гелевые аккумуляторы также могут эксплуатироваться в любом положении (кроме перевернутого), имеют несколько меньший саморазряд, поэтому гелевые аккумуляторы предпочтительно использовать в тех режимах, где разряд производится малым током на протяжении длительного времени.
В гелевом электролите ионы имеют худшие показатели подвижности (в силу большей плотности среды), что отрицательно сказывается на динамических разрядных и зарядных характеристиках гелевых аккумуляторов. Более того, может наблюдаться временный провал в напряжении при резком увеличение нагрузки, что может приводить к неадекватному поведению оборудования; поэтому следует с осторожностью применять гелевые аккумуляторы в системах управления током и т.п. устройствах с коммутацией быстроизменяющихся токов. Гелевые батареи очень чувствительны к качеству зарядки аккумуляторы с гелем внутри можно применять лишь там, где бортовая электрика позволяет очень точно поддерживать режим заряда. Куда там, на отечественных автомобилях даже с исправным реле-регулятором напряжение «гуляет» с 13 до 16 вольт! Да и на большинстве иномарок немногим лучше. А уж если реле-регулятор из строя выйдет, то гелевый аккумулятор можно сразу выбрасывать. Не зря же на нем написано: напряжение заряда не более 14,4 В. Если больше, то гель тает как холодец в тепле и обратно уже не восстанавливается. И вот еще что: у настоящих гелевых батарей, конечно, может быть огромный ток, но только летом. Гель и так вязкий, а на морозе он совсем застывает. В результате характеристики падают наполовину и больше.
Зарядка гелевых аккумуляторов ограничивается очень малыми токами, в противном случае возникает опасность «вспучивания» геля избыточными газами из-за меньшей эффективности рекомбинации и ограниченной теплопроводности. Гелевые аккумуляторы предпочтительней питать от зарядных устройств с высоким качеством напряжения (стабильность, минимум пульсаций) во избежание перезаряда и перегрева, они не переносят даже кратковременных коротких замыканий — любое КЗ (например, при установке аккумулятора Вы случайно замкнули на долю секунды два полюса металлическим гаечным ключом) моментально выводит аккумулятор из строя.
Высокие вибрации приводят к разжижению геля и стеканию его с пластин. Как видим, гелевые аккумуляторы «лушче» (если так можно сказать), только в плане повышенного циклического ресурса и меньшего % саморазряда. К тому же такой тип батарей самый дорогой.
Особенность аккумуляторов типа VRLA — отсутствие необходимости долива воды в течение всего срока службы и практически полное отсутствие выделения газов (водорода и кислорода) — продуктов электролиза воды, входящей в состав электролита. Поэтому их нередко называют герметизированными необслуживаемыми. Незначительное обслуживание, тем не менее, необходимо: прежде всего, визуальный осмотр, протирание от пыли, подтяжка соединений и контроль напряжений.
Благодаря особенностям конструкции и составу материалов пластин, сепараторов и электролита продукты электролиза воды — молекулы водорода и кислорода — в аккумуляторах данного типа рекомбинируют, превращаясь в молекулы воды и возвращаясь в состав электролита.
Коэффициент рекомбинации при нормальных условиях эксплуатации достаточно высок и может достигать >99 %. Поэтому лишь очень незначительная часть непрорекомбинировавших газов накапливается внутри корпуса аккумулятора и затем при превышении заданного уровня давления стравливается в атмосферу через специальные клапаны.
Преимущества:
Недостатки:
Аккумуляторы, производимые с использованием технологии AGM, изготавливаются в спиральной или плоской конфигурации. Спиральные элементы обладают большей площадью поверхностного контакта, что даёт возможность кратковременно выдавать большие токи и быстрее заряжаться. Однако обратной стороной является уменьшение удельной ёмкости аккумулятора (соотношение электрической ёмкости и размеров) по сравнению с плоской конфигурацией. Обе технологии являются перспективными. В настоящий момент наиболее распространены автомобильные аккумуляторы AGM с плоской конфигурацией блоков. Спиральные блоки SpiraCell запатентованы компанией Johnson Controls для серии Optima и не могут использоваться без её разрешения, в отличие от плоских блоков. У спиральных батарей выше характеристики токоотдачи и меньшее внутреннее сопротивление из-за большей рабочей поверхности пластин при тех же внешних габаритах батареи. Простым языком говоря, они мощнее.
Свинцовые аккумуляторы со связанным электролитом, изготовленные по технологии AGM, появились около 40 лет назад — их изобрели для работы в буферном режиме в стационарных системах бесперебойного электроснабжения. Такие батареи хороши с точки зрения безопасности, поскольку практически не выделяют в атмосферу образующиеся при зарядке газы. В 90-х годах прошлого века технология AGM прижилась в автоспорте. Во-первых, вновь из-за безопасности — теперь уже благодаря полностью герметичному корпусу аккумулятора, исключающему вытекание электролита при аварии. А во-вторых, из-за компактности — благодаря малому сопротивлению не изолирующих, а пропитанных электролитом сепараторов большой пусковой ток они выдают при меньшей емкости, то есть с меньшим количеством пластин в пакете. На обычных автомобилях AGM-аккумуляторы появились больше десяти лет назад. В настоящий момент автомобильные стартерные батареи AGM используются в качестве источника питания системы «Старт-Стоп», которой оснащается ряд моделей автомобилей ведущих производителей из-за возможности быстро и отдавать, и принимать большое количество энергии, способности безболезненно выдерживать глубокие разряды (при периодических разрядах больше 50% АGМ — батарея прослужит вчетверо дольше обычной) и не деградировать при частых циклах разрядов-зарядов. Ведь стекловолоконные маты вдобавок ко всему механически удерживают активную массу на пластинах, не давая ей осыпаться. Именно поэтому на машинах с системой «Старт-Стоп» подобный аккумулятор способен проработать четыре-пять лет, а не два-три года, как обычный «жидкий».
Ещё почитать:
Гель или AGM?Электрохимическая батарея состоит из катода, анода и электролита. При зарядке аккумуляторной батареи происходит накопление электронов на аноде, которое создает потенциал напряжения между анодом и катодом. При обычной работе в качестве источника питания ток протекает от катода к аноду через нагрузку. При зарядке аккумулятора ток течет в противоположном направлении.
Электроды батареи связаны между собой двумя различными путями, первый это электрический контур, через который электроны текут питать нагрузку, а второй - через электролит, где ионы движутся между электродами через диэлектрический разделитель (сепаратор). Рассмотрим подробнее эти три компонента батареи.
Электрод, который высвобождает электроны в ходе окислительно-восстановительной реакции, называется анод. Электрический потенциал анода гальванического элемента отрицателен по отношению к катоду. Химическая реакция в аккумуляторной батарее является обратимым процессом, и, следовательно, полярность электродов меняется в зависимости от режима работы (заряд/разряд), но обозначение клемм всегда постоянно. В таблицах 1a, b, c и d описывается состав и процессы в литиевых, свинцовых, никелевых и щелочных батареях.
| Литий-ионная батарея | Катод | Анод | Электролит |
| Материальный состав элементов | Оксиды кобальта, никеля, марганца, железа и алюминия | На углеродной основе | Соли лития в органическом растворителе |
| Состав и процессы при заряженном состоянии | Оксид металла с интеркаляционной структурой | Миграция ионов лития к аноду | |
| Состав и процессы при разряженном состоянии | Ионы лития возвращаются к положительному электроду | В основном, углеродная основа |
Таблица 1a: Состав и процессы в литий-ионном аккумуляторе.
| Свинцово-кислотная батарея | Катод | Анод | Электролит |
| Материальный состав элементов | Диоксид свинца | Серый губчатый свинец | Соляная кислота |
| Состав и процессы при заряженном состоянии | Диоксид свинца PbO2, электроны присоединяются | Свинец Pb, электроны отсоединяются | Сильная серная кислота |
| Состав и процессы при разряженном состоянии | Свинец преобразуется в сульфид свинца, на аноде – с выделением электронов, а на катоде - с присоединением | Слабая серная кислота (разбавленная водой) | |
Таблица 1b: Состав и процессы в свинцово-кислотном аккумуляторе.
| NiMH, NiCd | Катод | Анод | Электролит |
| Материальный состав элементов | Никель | NiMH: водородопоглощающий сплав NiCd: кадмий |
Гидроксид калия |
Таблица 1c: Состав никель-металл-гидридного и никель-кадмиевого аккумуляторах.
| Щелочная (алкалиновая) батарейка | Катод | Анод | Электролит |
| Материальный состав элементов | Диоксид марганца | Цинк | Водный раствор щелочи |
Таблица 1d: Состав щелочной (алкалиновой) батарейки.
При затопленной негерметичной системе конструкции аккумулятора, жидкий электролит свободно течет между двумя электродами. В герметичных же конструкциях электролит обычно выступает в роли пропитки для сепаратора, чтобы обеспечивать движение ионов от катода к аноду и в обратном направлении при зарядке. Ионы – это атомы, которые присоединили или потеряли электроны. Потеряв благодаря этому электронейтральность, они приобретают способность двигаться между электродами через сепаратор. Сам же сепаратор является диэлектрическим, то есть не способным к электропроводности. Смотрите также: Какую функцию выполняет в электрической батарее сепаратор? и Для чего в электрической батарее нужен электролит?
Аккумуляторы являются подходящими системами хранения энергии в различных типах автомобилей, но они играют ключевую роль в случае электромобилей. Технологии, отвечающие за их работу, постоянно развиваются, и различные типы аккумуляторов отличаются друг от друга по применению и техническим характеристикам. Узнайте о типах батарей, используемых в электромобилях.
Аккумуляторы электромобилей (EV) отличаются используемыми в них химическим элементам. В основном мы различаем литий-ионные, никель-металл-гидридные и свинцово-кислотные аккумуляторы. Выбрать оптимальную аккумуляторную батарею для электромобиля сложно, потому что индивидуальные решения хорошо работают в разных ситуациях.
Ниже вы найдете краткое описание различных типов аккумуляторов, используемых в автомобильной промышленности, а также их применение.
Несомненно, именно литий-ионные батареи в последние годы внесли наибольший вклад в передовое развитие электроэнергетического сектора. Они характеризуются эффективностью, низкой ценой и высоким уровнем производительности по отношению к весу элементов. Это лучшие батареи, если учитывать три параметра: оптимизация размера и веса батареи, соотношение массы к количеству накопленной энергии и выгодная цена. Литий-ионные батареи также можно найти во многих бытовых устройствах, таких как телефоны, компьютеры или пылесосы.
Это специальные аккумуляторные элементы, которые достаточно редки по своим химическим и физическим параметрам. Водород является сырьем, требующим особого контроля. Батарея теряет энергию, когда она не используется, но этот недостаток компенсируется длительным сроком службы элементов. Никель-металл-гидридные батареи используются в специализированных устройствах, таких как медицинское оборудование. Решения такого рода характеризуются высокой себестоимостью производства.
Аккумуляторы этой категории характеризуются отличными параметрами мощности. В электромобиле, однако, приходится делать ставку на решение, которое характеризуется высокой эффективностью даже при низких температурах, где такие батареи работают плохо. Несмотря на то, что стандартные аккумуляторные батареи автомобиля также фиксируют снижение таких условий, свинцово-кислотные элементы демонстрируют худшие показатели в этом аспекте. К их преимуществам относятся низкая себестоимость и надежность.
Суперконденсаторы или ультраконденсаторы в первую очередь используются для обеспечения необходимого электропитания при временном отключении электричества. По этой причине они также полезны в электромобилях, где их роль заключается в обеспечении достаточной мощности, когда требуется больше энергии.
Многие электромобили используют аккумуляторные батареи – несколько элементов одновременно. Сочетая возможности суперконденсаторов с литий-ионными и никель-металлогидридными аккумуляторами, можно добиться лучших результатов, чем при использовании одиночных элементов. В настоящее время в автомобильном секторе доминируют литий-ионные аккумуляторы, чаще всего используемые в электромобилях.
Из-за описанных выше параметров литий-ионная батарея используется чаще всего. Более того, технология, связанная с этими элементами, все еще развивается. Ведущие поставщики работают над тем, чтобы разрушить дальнейшие барьеры на пути к ассортименту транспортных средств, которые используют данный тип батареи в качестве источника энергии.
Никель-металл-гидридные батареи используются в гибридных транспортных средствах. Сектор EV редко использует свинцово-кислотные батареи, хотя они иногда дополняют литий-ионные батареи. На современном этапе развития эта технология еще не готова к использованию в более широком масштабе.
Суперконденсаторы находят свое место и в электромобилях, позволяя увеличить мощность автомобиля при высокой нагрузке. Благодаря этому во время разгона может поддерживаться стандартный аккумулятор. Суперконденсаторы также очень важны для рекуперативного торможения, что позволяет преобразовывать тепловую энергию в электричество.
См. также: Срок службы аккумуляторных батарей электромобилей — когда следует заменять аккумуляторные батареи электромобилей?
Использование конкретного элемента зависит не только от его производительности, но и от типа транспортного средства. В случае полностью электрических транспортных средств и plug-in гибридов, которые могут быть заряжены от розетки, мы, как правило, имеем дело с литий-ионными батареями. Традиционные гибриды используют в основном никель-гидридные батареи. Больший вклад двигателя внутреннего сгорания в работу транспортного средства позволяет обеспечить более высокий уровень потерь энергии, когда он не используется. Следует также помнить, что в случае гибридных автомобилей элементы долгое время не работают при максимальной нагрузке.
Электромобили намного эффективнее, чем автомобили внутреннего сгорания. Стоимость электроэнергии в большинстве случаев значительно ниже, чем цена топлива, необходимого для проезда по аналогичному маршруту. Наиболее эффективные решения на рынке в настоящее время позволяют преодолевать расстояние около 500 км на одной зарядке.
Для того чтобы обеспечить оптимальные решения в области электрических батарей, вы не можете работать в одиночку. В течение многих лет компания Knauf Industries работает над внедрением инноваций в автомобильной промышленности. Благодаря командам инженеров, работающих в лаборатории ID Lab, нам удалось превратить полученные за эти годы знания в потенциал на будущее. Мы разрабатываем новые решения по изоляции автомобильных аккумуляторов, компонентов аккумуляторов, электрических кабелей, фитингов для холодильных труб и сепараторов аккумуляторных элементов.
Мы хотим предоставлять нашим партнерам аккумуляторные батареи с гораздо более высокими эксплуатационными характеристиками и оптимизированным сроком службы. Чтобы предотвратить выход аккумулятора из строя при слишком низких или слишком высоких температурах, важно помнить об изоляции, которая при этом не будет существенно влиять на вес автомобиля. Наш взгляд на будущее сочетает в себе электромобильность с экологией — мы предлагаем такие материалы, как пенополипропилен и пенополистирол, которые на 100% пригодны для вторичной переработки. Мы приглашаем к сотрудничеству предприятия автомобильной отрасли, которые хотят всесторонне поддерживать свое производство.
Хотите получить более специализированные знания?
Тяговые литий-ионные батареи Tesla, что внутри?
Тесла Моторс является создателем поистине революционных экомобилей - электромобилей, которые не только выпускаются серийно, но и обладают уникальными показателями, позволяющими их использование буквально ежедневно. Сегодня мы заглянем внутрь тяговой аккумуляторной батареи электромобиля Tesla Model S, узнаем, как она устроена и раскроем магию успеха этой аккумуляторной батареи.
Поставка батарей клиентам осуществляется в таких вот ящиках из ОСБ.
Самая крупная и дорогая запчасть для Tesla Model S – блок тяговой аккумуляторной батареи.
Блок тяговой аккумуляторной батареи находится в днище автомобиля (по сути это пол электромобиля - машины), за счёт чего Tesla Model S имеет очень низкий центр тяжести и великолепную управляемость. Батарея крепится к силовой части кузова при помощи мощных кронштейнов (см. фото ниже) или выполняет роль силовой – несущей части кузова авто.
По данным североамериканского Агентства по защите окружающей US Environmental Protection Agency (EPA) одного заряда тяговой литий-ионной аккумуляторной батареи Tesla с номинальным напряжением 400В DC, ёмкостью 85 кВт·ч хватает на 265 миль (426 км) пробега, что позволяет преодолевать наибольшую дистанцию среди подобных электромобилей. При этом от 0 до 100 км/ч подобная машина разгоняется всего за 4,4 секунды.
Секрет успеха Tesla Model S – это высокоэффективные цилиндрические литий-ионные батареи высокой энергоёмкости, поставщик базовых элементов известная японская фирма Panasonic. Вокруг этих батарей ходит немало слухов.
Один из них – это не влезай, убьёт!
Один из владельцев и энтузиастов Tesla Model S из США решил полностью разобрать использованную батарею для Tesla Model S энергоёмкостью 85 кВт·ч, чтобы детально изучить её конструкцию. Кстати, её стоимость, как запчасти, в США составляет 12 000 USD.
Сверху блок батареи размещено тепло и звука изоляционное покрытие, которое закрывается толстой полиэтиленовой плёнкой. Снимаем это покрытие, в виде ковра и готовимся к разборке. Для работы с батареей необходимо иметь изолированный инструмент и пользоваться резиновой обувью, и резиновыми защитными перчатками.
Батарея Tesla. Разбираем!
Тяговая аккумуляторная батарея Tesla (блок тяговой аккумуляторной батареи) состоит 16 батарейных модулей, каждый номинальным напряжением 25В (исполнение батарейного блока - IP56). Шестнадцать батарейных модулей соединены последовательно в батарею с номинальным напряжением 400В. Каждый батарейный модуль состоит из 444 элементов (аккумуляторов) 18650 Panasonic (вес одного аккумулятора 46 г), которые соединены по схеме 6s74p (6 элементов последовательно и 74 таких групп параллельно). Всего в тяговой аккумуляторной батарее Tesla – 7104 таких элементов (аккумуляторов). Батарея защищена от окружающей среды посредством использования металлического корпуса с алюминиевой крышкой. На внутренней стороне общей алюминиевой крышки имеются пластиковые накладки, в виде плёнки. Общая алюминиевая крышка крепится винтами с металлическими, и резиновыми прокладками, которые герметизируются, дополнительно силиконовым герметиком. Блок тяговой аккумуляторной батареи разделен на 14 отсеков, в каждом отсеке размещен батарейный модуль. В каждом отсеке сверху и снизу батарейных модулей размещены листы прессованной слюды. Листы слюды обеспечивают хорошую изоляцию батареи электрическую, и тепловую от корпуса электромобиля. Отдельно спереди батареи под своей крышкой размещены два таких же батарейных модуля. В каждом из 16 батарейных модулей имеется встроенный блок BMU, который соединён с общей системой BMS, которая управляет работой, следит за параметрами, а так же обеспечивает защиту всей аккумуляторной батареи. Общие выводные клеммы (терминал) находится в задней части блока тяговой батареи.
До того, как полностью её разобрать, было замерено электрическое напряжение (оно составили около 313,8В), что говорит о том, что батарея разряжена, но находится в рабочем состоянии.
Батарейные модули отличается высокой плотностью элементов (аккумуляторов) 18650 Panasonic, которые там размещены и точностью подгонки деталей. Весь процесс сборки на заводе Tesla проходит в полностью стерильном помещении, с использованием роботов, выдерживается даже определенная температура и влажность.
Каждый батарейный модуль состоит из 444 элементов (аккумуляторов), которые по виду крайне схожих с простыми пальчиковыми батарейками - это литий-ионные цилиндрические аккумуляторы 18650, производства компании Panasonic. Энергоемкость каждого батарейного модуля из таких элементов составляет 5,3 кВт·ч.
В аккумуляторах 18650 Panasonic положительный электрод - графит, а отрицательный электрод - никель, кобальт и оксид алюминия.
Тяговая аккумуляторная батарея Tesla весит 540 кг, а её размеры равны 210 см в длину, 150 см в ширину, и 15 см в толщину. Количество энергии (5,3 кВт·ч), вырабатываемой всего одним блоком (из 16 батарейных модулей), равно количеству, производимому сотней аккумуляторов от 100 портативных компьютеров. К минусу каждого элемента (аккумулятора) в качестве соединителя припаяна проволочка (внешний токовый ограничитель), который при превышении тока (или при коротком замыкании) сгорает и защищает цепь, при этом не работает только группа (из 6 аккумуляторов), в которой был этот элемент, все остальные аккумуляторы продолжают работать.
Тяговая аккумуляторная батарея Tesla охлаждается и подогревается с помощью жидкостной системы на основе антифриза.
При сборке своих батарей Тесла применяет элементы (аккумуляторы), произведенные компанией Panasonic в различных странах, таких, как Индия, КНР и Мексика. Финальная доработка и размещение в корпус батарейного отсека, производятся в Соединенных Штатах. Компания Tesla предоставляет гарантийной обслуживание своей продукции (в том числе и аккумуляторной батареи) на срок до 8 лет.
На фото (сверху) элементы - аккумуляторы 18650 Panasonic (завальцовка у элементов со стороны плюса «+»).
Таким образом, мы узнали, из чего состоит тяговая аккумуляторная батарея Tesla Model S.
Благодарим за внимание!
Тяговый аккумулятор и генератор двигателя – это сердце системы энергоснабжения на катере или яхте. От их исправности и надежности зависит работоспособность всего бортового оборудования вдали от пирса. Однако большинство владельцев небольших судов не уделяют этим устройствам должного внимания. В результате аккумуляторы заряжаются долго, возможности генератора используются не полностью, а контроль за энергопотреблением и безопасностью отсутствует
Содержание статьи
Компоненты тягового литиевого аккумулятора — четыре последовательно соединенных ячейки и плата управления, приложенная к одной из нихТяговый литиевый аккумулятор состоит из двух компонентов — аккумуляторных ячеек и электронной системы управления (BMS – battery management system). Ячейки служат источником электрической энергии, а BMS обеспечивает безопасность пользователя и заботится о состоянии аккумуляторной батареи. Система управления отслеживает ток, температуру и напряжение аккумулятора и не позволяет ячейкам работать за пределами разрешенных значений
В большинстве литиевых батарей BMS расположены внутри корпуса тягового аккумулятора. Связи с внешним миром устройство контроля как правило не имеет и никак не взаимодействует с другим оборудованием в электрической системе. Если BMS обнаруживает, что один из контролируемых ей параметров выходит за допустимые пределы, она без предупреждения разрывает связь с внешней цепью.
LiFePo4 аккумулятор считается заряженным на 90-95%, когда напряжение ячеек повышается до 3,6 – 3,65 Вольт. После этого источник зарядки должен отключится, перейти в режим постоянного напряжения (если велась зарядка постоянным током) или понизить его до 13,6 – 13,8 Вольт
Напряжение генератора лодочного двигателя 14,0 — 14,4 В. Регулятор генератора не может снизить это напряжение даже после того как аккумулятор зарядится до 100%. Поэтому в течении всего времени работы двигателя через литиевые ячейки будет течь ток, который постепенно нагреет их. Даже если температура элементов и не достигнет критического для BMS значения, регулярное перенапряжение постепенно уменьшит их емкость и сократит срок службы
BMS отключает аккумуляторную батарею от источника зарядки, когда напряжение ячеек достигает порогового значения. Но в данном случае напряжение отсечки платы окажется выше настройки регулятора генератора и этот вид защиты не сработает.
Помимо напряжения система управления отслеживает ток заряда и разряда аккумулятора. Суммируя этот ток, несложно вычислить количество получаемых и отдаваемых аккумулятором амперчасов, а затем и текущую заряженность аккумуляторной батареи. Как только заряженность достигнет предустановленного значения, BMS сможет отключить аккумулятор от внешней цепи и прервать зарядку. Этот способ контроля достаточно точный, но далеко не все BMS «умеют» им пользоваться.
Проблемы не исчерпываются только тем, что напряжение литиевого аккумулятора и генератора не соответствуют друг другу. Ток, потребляемый аккумулятором может оказаться слишком большим для генератора.
Напряжение литиевого аккумулятора в течении зарядки меняется очень слабо. Заметный рост происходит только при заряженности 80-90%. Это означает, что большую часть времени аккумулятор потребляет постоянный ток, и нагрузка на генератор не уменьшается
Стандартный генератор автомобильного типа плохо приспособлен для зарядки тяговых аккумуляторов. Если аккумулятор потребляет ток в течении продолжительного времени, а охлаждение недостаточное, температура генератора вырастет и он может сгореть.КПД стандартного лодочного генератора 50-60%. Он превращает в тепло почти половину механической мощности, получаемой от двигателя. При напряжении 14 Вольт и токе 100 А генератор отдает потребителям 1400 Вт и столько же выделяет в окружающее пространство виде тепла. Тепло разгоняет крыльчатка, установленная на валу генератора. Чем быстрее вращается ротор, тем лучше охлаждается генератор. Но несмотря на принудительное охлаждение генератор все равно быстро нагревается
Если генератор регулярно работает при температуре 100-120 С, рано или поздно он выйдет из строя. Чтобы этого не произошло, нагрузку на генератор необходимо ограничивать, особенно на холостых оборотах, когда охлаждения недостаточно
Ограничитель тока нужен и самим аккумуляторам. Для литий-фосфатных ячеек производители указывают максимальный и рекомендуемый токи зарядки. Максимальный ток составляет 1-3 С (где С – емкость аккумулятора). Рекомендуемый для большинства элементов существенно ниже — 0,3-0,5 С. Тяговые аккумуляторы служат дольше, если зарядный ток соответствует рекомендуемому.
Устройства Sterling Power APD12 защищают генератор от повреждения при сбросе нагрузки во время работы двигателяТок в цепи тягового аккумулятора можно ограничить при помощи реле развязки. Некоторые модели реле имеют самовосстанавливающиеся предохранители, которые выдерживают короткий всплеск нагрузки, но нагреваются, если она, превышает номинал реле дольше. С ростом температуры сопротивление предохранителей увеличивается, микроконтроллер фиксирует падение напряжения, определяет, что нагрузка возросла и разрывает цепь. После того как предохранители остынут, реле замыкается вновь.
Реле не способно изменять выходное напряжение генератора, поэтому тяговый аккумулятор останется под напряжением 14,0-14,4 Вольт в течении всего времени работы двигателя. Но реле можно разомкнуть внешним сигналом. Например, с BMS или батарейного монитора.
Однако если тяговый литиевый аккумулятор подключен к генератору напрямую, просто так разрывать цепь между ним и генератором нельзя. Буфера в виде стартового аккумулятора в этом случае нет и последствия будут такими же, как и после поворота главного переключателя в положение ВЫКЛ во время работы двигателя. Сброс нагрузки вызовет скачек напряжения, который пробьет диоды выпрямителя и выведет из стоя регулятор генератора. Избежать неприятностей можно с помощью Sterling Power APD12. Это небольшое устройство гарантирует, что в случае скачка напряжения, вызванного ослаблением контакта или обрывом цепи от аккумуляторной батареи, генератор будет полностью защищен
Схема подключения тяговых литиевых аккумуляторов для зарядки от генератора. Вверху изображена панель зарядного конвертера. Датчик, соединенный с устройством, отслеживает температуру аккумуляторной батареи. Выводы BMS (1) и BMS (2) служат для соединения с системой управления аккумулятором. В случае возникновения аварийной ситуации, BMS генерирует сигнал высокого (низкого) напряжения. Получив этот сигнал конвертер прекращает работу и снимает напряжение с аккумулятора. Работа автоматически возобновляется после того , как неисправность ликвидированаBMS предохраняет литиевый аккумулятор от перезарядки, чрезмерного разряда и короткого замыкания. Но полагаться на одну только BMS нельзя. Тяговый аккумулятор должен иметь два уровня защиты литиевых ячеек. Первый обеспечивают устройство зарядки и оборудование подключенное к аккумулятору. Второй — плата управления аккумуляторной батареей. Для LiFePO4 аккумулятора номинальным напряжением 12,8 Вольт защита осуществляется следующим образом:
Первый уровень: Зарядное устройство повышает напряжении аккумулятора до 14,4 Вольт. Затем переключается в режим постоянного напряжения для 100% заряда аккумулятора. Продолжительность второго этапа не более 30 минут. После полной зарядки устройство снижает напряжение до 13,8 Вольт.
DC-DC устройство Sterling Power BBW предназначено для зарядки 6 типов тяговых аккумуляторов, в том числе литиевых, от генератора двигателя. На фотографии представлена модель с входным и выходным напряжением 12 Вольт. Выпускаются варианты 12->12, 12->24, 12->36, 12->48, 24->24. Устройство имеет класс защиты IP68 (полностью водонепроницаемое), поэтому входные и выходные кабеля с предохранителями предустановлены изготовителем. Регулировка и настройка выполняется магнитным ключом Устройство зарядки контролирует температуру литиевого аккумулятора с помощью датчика и уменьшает выходное напряжение, если его температура растет. Зарядка прекращается, если температура аккумуляторной батареи поднимается до 55 С. Устройство зарядки отключается и снимает с аккумулятора приложенное напряжение, как только получает сигнал неисправности от BMS. Потребители отсоединяются при напряжении аккумуляторной батареи 10,5 Вольт.
Второй уровень: BMS обнаруживает перезарядку и отключает внешнюю цепь, если напряжение одной из ячеек достигло 3,8 Вольт. Защита от переразряда срабатывает при напряжении 2,0 Вольт/элемент. Защита от перегрева при температуре 65 С
Примером востребованности многоуровневой защиты служит следующая ситуация. Статическое электричество разрушило защитную цепь аккумулятора и выходной транзистор постоянно находится в замкнутом состоянии. В нормальных условиях эксплуатации аккумулятор работает без замечаний и пользователю о неисправности неизвестно. В аварийной ситуации защита не сработает. Напряжение литиевых элементов поднимется выше безопасного уровня и тяговый аккумулятор перезарядится. Ранние признаки такой неисправности — повышение температуры и вздутие ячеек
Подведем итоги. При эксплуатации литиевого аккумулятора на катере возникают следующие сложности:
| Проблема | Последствия |
| Напряжение генератора не соответствует рекомендуемому напряжению зарядки литиевого аккумулятора
| Аккумулятор заряжается медленно. Заряженный аккумулятор остается под повышенным напряжением. Срок службы аккумулятора сокращается |
| Непрерывная нагрузка может оказаться слишком высокой для генератора | Генератор перегревается и выходит из строя |
| Резервная защита аккумулятора отсутствует
| Отказ BMS или ее компонентов приводит к перезарядке аккумулятора. В крайнем случае аккумулятор разрушится или станет причиной пожара |
Проблемы устраняет промежуточное устройство, DC-DC конвертер, предназначенный для зарядки свинцово-кислотных и литиевых тяговых аккумуляторов от источника постоянного напряжения.
Схема подключения DC-DC конвертеров для зарядки тяговых аккумуляторных батарей. В системе установлено два литиевых аккумулятора — один 12 вольтовый, другой 24-вольтовый. Конвертеры получают от генератора 14 Вольт и преобразуют это напряжение в подходящий для каждого аккумулятора зарядный профильВ системах со стартовой и сервисной аккумуляторными батареями конвертер устанавливают между двумя группами аккумуляторов. Если генератор заряжает только тяговые аккумуляторы, то его напряжение перед подачей на конвертер предварительно стабилизируют с помощью дополнительного устройства
Преимущества зарядных конвертеров:
Входное напряжение 11-20 Вольт
Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-20 Вольт
Есть режим 50% мощности
Быстрая зарядка постоянным током
9 режимов зарядки. Возможность создать собственный зарядный профиль
Класс защиты IP21
Sterling Power BB1230
12->12 Вольт
Максимальный ток 30 А
Четырехступенчатый зарядный профиль. Постоянный ток, постоянное напряжение, кондиционирование и поддерживающая зарядка
Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов
-
Sterling Power BBW1212
Номинальное входное и выходное напряжение 12 Вольт. Диапазон входного напряжения 11-16 Вольт. Выходного 13-15,1
Максимальный ток, потребляемый устройством. Работает с генератором любой мощности
Безопасно для LiFePO4 АКБ
Режимы для GEL, AGM, LiFePO4 и жидко-кислотных аккумуляторов
Класс защиты IP68
Практически все современные гаджеты объединяет одна деталь — в них есть аккумуляторная батарея. И её ёмкость остаётся одним из главных критериев при выборе устройства. Мы живем в эру мобильности, и требования к аккумуляторам растут с каждым годом.
Батареи для ноутбуков (и многие другие) состоят из энергетических элементов, скомпонованных в связанные друг с другом ячейки. Ноутбуки, как и большая часть других мобильных устройств, работают на литий-ионных или литий-полимерных аккумуляторах.
Мало кто задумывается о том, как сложно создать аккумуляторную батарею, отвечающую требованиям времени. Сегодня вы узнаете, как их производят в промышленных масштабах… начиная с химических элементов.
Широко распространённый литий-ионный аккумулятор состоит из электродов (катода из алюминиевой фольги и анода из медной), разделенных пористым сепаратором, пропитанным жидким электролитом. Пакет электродов помещен в герметичный корпус, катоды и аноды подсоединены к клеммам-токосъемникам. Корпус иногда оснащают предохранительным клапаном, сбрасывающим внутреннее давление при аварийных ситуациях или нарушениях условий эксплуатации.
Типичная литий-ионная перезаряжаемая батарея состоит из положительного электрода (зеленый), отрицательного электрода (красный) и разделяющим их слоем сепаратора (желтый). Ионы лития (Li +, синий) перемещаются от отрицательного электрода (анода) к положительному (катод). Во время зарядки происходит обратный процесс, ионы лития переносятся к аноду. Источник
Литий-ионный аккумулятор обладает высокой энергоплотностью, но быстро разряжается при использовании на морозе и может быть взрывоопасен при перезаряде выше 4,2 В. Если вы проколете литий-ионную батарею и создадите короткое замыкание, она загорится и возникнет действительно сильный огонь, который нельзя легко потушить с помощью обычного огнетушителя. Именно поэтому многие такие аккумуляторы оснащают специальной защитой.
Литий-полимерный аккумулятор (литий-ионный полимерный аккумулятор) представляет собой усовершенствованную конструкцию литий-ионного аккумулятора. В таком аккумуляторе в качестве электролита используется не жидкость, а сухой полимерный материал (синтетический пластик). В отличие от Li-ion, Li-po безопаснее, может отдавать сильные токи и, благодаря полимерному материалу, может быть какой угодно толщины и формы.
Ноутбук, оснащенный литий-полимерным аккумулятором, поддерживает в 3 раза больше циклов зарядки (то есть служит в 3 раза дольше), чем ноутбук со стандартным литий-ионным аккумулятором.
Эффективность энергопотребления достигается не только за счет химических свойств батареи. Если ноутбук остается подключенным к зарядке, когда аккумулятор уже полностью заряжен, это может привести к ухудшению рабочих характеристик аккумулятора и, соответственно, к сокращению срока его службы. Это может также стать причиной набухания аккумулятора из-за внутреннего накопления газов, вызванного окислением, а значит и деформированию или повреждению ноутбука. Дополнительные программные технологии позволяют установить предельный уровень заряда 60%, 80% или 100%, чтобы продлить срок службы батареи и уменьшить вероятность ее набухания.
Ноутбуки также оснащаются механизмом быстрой зарядки, с помощью которого аккумулятор заряжается за несколько десятков минут чуть более чем наполовину.
Положительные и отрицательные электроды Li-po и Li-ion имеют сходный химический состав. Основное различия между двумя видами батарей заключается в способе их компоновки. С литий-ионной технологией для оболочки можно выбрать только жесткий металлический корпус, в то время как литий-полимерная технология позволяет использовать мягкую оболочку для корпуса (пластиковая или алюминиевая фольга). При толщине до 3 мм Li-po имеет преимущество в емкости. При толщине более 3 мм Li-ion дает существенную выгоду в цене.
Существуют и другие виды аккумуляторов на основе лития: LiFePO4 — литий-железо-фосфатные, LiFeYPO4 — литий-железо-иттрий-фосфатные, и другие. Отличаются они различными добавками, улучшающими характеристики батареи. Однако в основе большей части новых экспериментов лежит всё тот же металл, пришедший на смену некогда популярным никель-кадмиевым и никель-металлгидридным аккумуляторам.
Первые работы в области создания перезаряжаемого аккумулятора на основе лития были начаты в 1912 году, но до 1970-х эксперименты не выходили за пределы лабораторий из-за нестабильности лития. В 1980-х на основе технологий, разработанных в Оксфордском университете, стали появляться первые промышленные литиевые аккумуляторные батареи, которые быстро перегревались и выходили из строя. Только в 1991 году был создан аккумулятор, в котором металлический литий был заменен более безопасной ионной формой.
Литий снискал заслуженную популярность за счет своих особых свойств. Это один из самых легких металлов в периодической таблице, который действительно помогает сохранять большие объемы энергии в небольшом объеме и при незначительном весе. Однако популярность лития сегодня может привести к исчерпанию этого металла в будущем.
Добыча лития — это трудоемкий процесс даже в тех регионах, где металла много. На протяжении десятилетий коммерческое производство лития основывалось на минеральных рудных источниках, таких как сподумен, петалит и лепидолит. Однако извлечение лития из руды вдвое превышает стоимость производства из соляных растворов.
Основные залежи лития, пригодные для активной разработки, находятся в Южной Америке и Китае. На территории России больше всего лития содержится в слюде, сопровождающей месторождения редкоземельных металлов. До недавнего времени добыча лития из слюды стоила слишком дорого, но в 2017 году ученые НИТУ «МИСиС» представили установку, сделавшую добычу соединений лития из бедной руды вдвое дешевле.
Большая часть лития сегодня добывается из естественных водяных линз соляных озер, в насыщенных соляных растворах которых концентрируется хлорид лития, калий и натрий. Раствор выкачивается и выпаривается на солнце, полученная смесь солей перерабатывается.
.
Крупнейший источник лития находится в Боливии — это солончак Уюни, высохшее соленое озеро, расположенное на высоте около 3650 м над уровнем моря. Имеет площадь 10 588 км². Внутренняя часть покрыта слоем поваренной соли толщиной 2-8 м. Хлорид лития, находящийся здесь в огромных количествах, пригоден для добычи из него лития, а раньше использовался в качестве замены обычной соли. Употреблять в пищу его перестали после открытия токсических эффектов.
Литиевый соляной пруд в Аргентине.
Для извлечения лития соляные растворы сначала перекачивают на поверхность в специальные пруды, где под воздействием солнца в течение нескольких месяцев происходит медленное испарение. Когда хлорид лития в испарительных прудах достигает оптимальной концентрации, раствор перекачивают на восстановительную установку, где фильтрацией удаляют из смеси нежелательные примеси.
Преобразование лития в металл производится в электролитической ячейке. Хлорид лития смешивается с хлоридом калия в соотношении 55% к 45% для того, чтобы произвести расплавленный эвтектический электролит. Далее электролизом расплава при температуре 600 °C получают расплавленный литий, который поднимается на поверхность электролита.
Внутри литий-ионного аккумулятора может использоваться несколько материалов для катодов. Первоначально основным компонентом катода был кобальт, но он имеет ограниченную доступность в природе и токсичен, что является огромным недостатком для массового производства. Сегодня кобальт частично замещается никелем, а также смесью кобальта, никеля и марганца.
Безопасная и долговечная батарея нуждается в надежном электролите, который может выдерживать существующее напряжение и высокие температуры и имеет длительный срок хранения, обеспечивая высокую подвижность ионов лития. Растворы электролита состоят из органических растворителей, соли LiPF6 (гексафторфосфат лития) и различных добавок.
Электролит высокой чистоты играет ключевую роль в транспортировке положительных ионов лития между катодом и анодом. Электролитные добавки улучшают стабильность, предотвращая деградацию раствора. Состав электролитов варьируется в зависимости от используемых анодных и катодных материалов, однако выбор электролита часто подразумевает компромисс между воспламеняемостью и электрохимическими характеристиками.
Полимерные электролиты представляют собой ионно-проводящие полимеры. Они часто смешиваются в композитах с керамическими наночастицами, что приводит к более высокой проводимости и устойчивости к более высоким напряжениям.
В литий-ионных батареях в качестве токоприемников используется разнообразная металлическая фольга — медная, никелевая или фольга из каталитической меди. Как правило, медная фольга ставится в качестве отрицательного электрода для коллектора анодного тока, а алюминиевая фольга применяется в качестве положительного электрода для катодного токосъемника.
Строение Li-po батареи
Анод состоит из смеси графита и лития (возможно также использование интерметаллидов или кремния), в то время как катод объединяет литий и другие металлы (материалы катода требуют чрезвычайно высокой чистоты и должны быть почти полностью очищены от нежелательных металлических примесей — железа, ванадия и серы).
Отделяет катод от анода сепараторный материал из полипропилена, полиэтилена или другого схожего полимерного материала. Сепараторы большинства батарей состоят из очень простых пластиковых пленок, которые имеют правильный размер пор, чтобы позволить ионам перемещаться, блокируя при этом другие элементы. В случае жидкого электролита сепаратор представляет собой вспененный материал, который пропитывается электролитом и удерживает его на месте.
Основы для анода и катода поставляются на завод в виде черного порошка, и для неподготовленного глаза они почти неотличимы друг от друга. Порошок очень мелкой фракции, чтобы достичь максимальной эффективной площади поверхности электродов. Форма частиц также важна. Предпочтительны гладкие сферические крупицы с закругленными краями, поскольку острые кромки или шелушащиеся поверхности чувствительны к высоким электрическим нагрузкам.
Аноды и катоды в литиевых батареях имеют одинаковую форму и выполняются по аналогичным процессам на идентичном оборудовании. Но поскольку загрязнение между анодным и катодным материалами приведет к разрушению батареи, то для предотвращения контакта материалов их обычно обрабатываются в разных цехах.
Первая стадия производства заключается в смешивании материалов электродов и нанесении суспензии на поверхность фольги. Активные электродные материалы покрываются с обеих сторон металлической фольгой, которая действует как токоприемник, проводящий ток внутри и снаружи ячейки. Затем фольга с материалами сушится, разрезается на узкие полоски и сворачивается в несколько слоев. Это требует постоянного контроля, поскольку любые заусенцы на краях полосок фольги могут привести к внутренним коротким замыканиям в ячейках.
В процессе сборки батареи сепаратор зажимают между анодом и катодом. После помещения батареи в корпус ее заполняют электролитом и запечатывают. Это должно выполняться в «сухой комнате», так как электролит реагирует с водой. Влага приведет к разложению электролита с выбросом токсичных газов.
Электроды помещают в корпус, оставляя отверстие для добавления электролита/
Как только сборка ячейки будет завершена, она должна пройти хотя бы один контролируемый цикл зарядки/разрядки. Процесс зарядки начинается с низкого напряжения, которое постепенно нарастает. Только после прохождения теста батарея покинет завод и отправится дальше.
* * *
В будущем, несомненно, появятся новые виды аккумуляторов. Возможно, тогда литий останется в прошлом. Пока же есть еще множество возможностей для улучшения характеристик существующих аккумуляторных батарей.
Вода — могущественный элемент. Один из важнейших в природе. Он может принести разрушения и огромный ущерб, но без него не было бы жизни на нашей планете.
Вода – это грозная сила, жизнь, и в то же время каждая ее капля заключает в себе сложный микробиологический мир.Проливные дожди могут стереть с лица земли целые города, а пресловутая терпеливая капля, капающая годами в одно место, даже выдолбит скалу.
Вода – источник энергии, основных продуктов питания, средство передвижения. Это необходимо на крупных производственных предприятиях, а также в каждом домашнем хозяйстве.
С незапамятных времен человек пытался понять, овладеть и приручить воду.
Одной из величайших задач для человеческого разума является преодоление сильных коррозионных свойств воды при контакте с металлами.
Это введение написано широким мазком, чтобы привлечь ваше внимание к недооцененному и часто пренебрегаемому маленькому произведению человеческого разума, которым является устойчивая к ржавчине и коррозии сантехника.
Мы вас уже заинтересовали? Это хорошо, потому что вода и человеческий гений заслуживают нашего уважения, но мы подходим к ключевой проблеме, с которой сталкивается каждый инвестор, ищущий прочную сантехнику.
Смесители для ванной вы можете найти в нашем магазине по ссылке
Ежедневно пользуясь ванной или кухней, мы не задумываемся глубоко над тем, какие технологии позволяют нам наслаждаться чистой и прозрачной водой, текущей в кранах.Это размышление важно при принятии решения о выборе сантехники для нашего дома.
В настоящее время рынок мебели для ванных комнат очень разнообразен по цене, качеству и стилю.
Принимая во внимание эстетический критерий, мы можем найти смесители, подходящие практически для любого архитектурного стиля, от элегантной скандинавской фурнитуры до консервативной классики, утонченной индустриальной формы, до смесителей, струящихся золотом и великолепием, подходящих к экстравагантным дворцам и византийским интерьерам.
В магазинах и салонах мебели для ванных комнат вы найдете смесители всех цветов радуги, включая отделку из дерева, хрусталя, пластика и драгоценных металлов.
Единственным ограничением может быть наша фантазия, смелость и кошелек.
Однако большинству из нас, помимо красоты, хочется, чтобы аккумуляторы, купленные для дома, безотказно выполняли свою задачу долгие годы без необходимости ремонта и обслуживания.
Из чего должны быть изготовлены и металлические смесители для ванных , чтобы они служили нам долго?
Известные производители сантехники осознают необходимость использования в производстве материалов, устойчивых к коррозии. Ведь каждый элемент сантехники практически постоянно подвергается контакту с водой.
Современные и качественные смесители для ванной изготавливаются из благородной меди, а затем покрываются стойким хромовым покрытием.
Хром
позволяет безопасно и долго использовать сантехнику, так как обладает антикоррозийными свойствами и устойчив к царапинам.
При правильном ежедневном уходе и уходе блестящие хромированные поверхности будут служить нам долго и счастливо.
К способам чистки и ухода мы еще вернемся далее в статье, а сейчас хотим ознакомить вас с тем, что скрывает блестящий серебристым хромом корпус нашего аккумулятора.
Внутренняя часть крана или трубки должна быть гладкой, соединения должны быть невидимыми, чтобы вода беспрепятственно вытекала наружу.
Сердцем батареи является головка, которая должна быть изготовлена из прочной керамики. Головка высочайшего качества выдержит до миллиона циклов открытия и закрытия потока воды. Стоит спросить у продавца сантехники.
Стремясь соответствовать глобальным экологическим тенденциям, ответственные производители сантехники заботятся о том, чтобы их продукция была оснащена решениями, которые защищают каждую каплю воды, которая ценится сегодня.
Отличным примером заботы об окружающей среде является использование аэраторов с аэратором и керамическими смесителями для воды. Газированная, мягкая струя воды значительно снижает ее расход. Смеситель сокращает время установки температуры, что экономит время стирки.
Эта технология значительно снизит нагрузку на домашний бюджет и зачислит нас в эксклюзивный клуб людей, защищающих окружающую среду.
— проклятие польских домов
В большинстве польских домов вода, текущая в кранах, имеет богатое содержание минералов, ответственных за ее так называемую жесткость.Это не опасно и не вредно для людей и животных, но может быть проблемой для установок, контактирующих с водой, таких как стиральные машины, посудомоечные машины, чайники, кофемашины и, конечно же, сантехника и кухонное оборудование.
Жесткая вода изменяет поверхностное натяжение очищаемых поверхностей и требует использования большего количества моющих средств. Кроме того, после его нагревания из него выпадает накипь, приставшая к поверхности приборов.
Некоторые производители оснащают свою продукцию передовыми системами защиты от накипи и устанавливают, например,силиконовые втулки в душевых лейках, к которым не так быстро прилипает известковый налет и которые легко очищаются даже пальцами.
В остальных случаях нам остается только ежедневный уход.
№
Самый простой и в то же время самый эффективный метод ухода – ежедневное протирание кранов мягкой хлопчатобумажной тканью насухо сразу после использования.
Однако, если вам нужен более эффективный способ удаления пятен и грязи, мы рекомендуем использовать жидкость для мытья посуды или мыло для рук. Важно тщательно промыть его под проточной водой и высушить тряпкой.
Из домашних средств безопасно использовать раствор уксуса и воды или лимонной кислоты.
Категорически и ни при каких обстоятельствах нельзя использовать едкие туалетные средства для очистки. Хром не любит обработки неорганической кислотой, потому что она разъедает серебряное покрытие и оставляет стойкие неприглядные следы.
Также не рекомендуется чистить острыми щетками или использовать порошкообразные химические вещества, потому что, хотя хромированная поверхность устойчива к царапинам, которые могут возникнуть при обычном использовании, она может быть повреждена и потускнеть при более агрессивной очистке.
Выбирая арматуру для нашего дома, мы должны спросить продавца , из какого материала сделан аккумулятор и какие растворы он скрывает под своей поверхностью.
Это позволит нам выбрать продукт самого высокого качества, соответствующий характеру нашего интерьера, соблюдая экономичность и, таким образом, заботясь об окружающей среде.
.
На рынке представлен большой выбор смесителей для ванных комнат. Модели разнообразны по стилю, способу сборки, технологическим решениям и практичным решениям. Решая купить конкретное изделие, также стоит обратить внимание на материал, из которого оно изготовлено. Предложить высокую цену не всегда означает сделать правильный выбор.
При поиске идеальной модели смесителя для ванной стоит начать с его функций.Огромный выбор смесителей, предназначенных для установки на ванну, душ, умывальник, биде или раковину, позволяет потребителю выбрать изделие, соответствующее его потребностям. Способ установки зависит от того, какая установка в ванной комнате. Из доступных моделей вы можете выбрать: встраиваемые, накладные, настенные и монтируемые на поверхность ванны или раковины. При выборе также важно количество отверстий, необходимых для установки. Наиболее распространены одинарные, двойные или многодырочные аккумуляторы. В зависимости от ваших предпочтений вы можете выбрать доступные технологические решения в виде однорычажных или двухрычажных смесителей, а также моделей с термостатом и датчиком движения.
Большинство моделей смесителей для ванных комнат изготавливаются из латуни. Это сплав меди и цинка, который также может содержать такие добавки, как алюминий, олово, свинец, железо, хром и марганец. Латунь имеет характерный оранжевый цвет, устойчива к коррозии и с ней легко работать. Используется для производства фурнитуры, морских винтов и дверных ручек. Хорошие смесители для ванной имеют основные элементы, то есть корпус и излив изготовлены из латуни.Они очень долговечны, поэтому многие производители дают на них даже 100-летнюю гарантию. Однако важно выяснить, каково качество сплава, ведь от него зависит долговечность приобретаемого изделия. К сожалению, на упаковке такая информация не пишется, поэтому лучше всего проверить и сравнить вес двух похожих товаров. Более тяжелая получится более прочной. Выбирая аккумулятор, обратите внимание на головку, а точнее на материал, из которого она изготовлена.Керамические модели самые популярные и долговечные. Есть еще головки из пластика, но они прослужат не очень долго.
Не менее важно хорошее и прочное покрытие для смесителей для ванных комнат. Наиболее распространены модели, покрытые хромом, сатином оттенка старого золота, белого или черного цвета. Модели более низкого уровня имеют тонкий слой хрома, который со временем тускнеет и подвержен царапинам.Также бывают случаи, когда покрытия на дешевом аккумуляторе начинают сходить на нет. Конечно, важно обращать внимание на то, какое моющее средство вы используете. Сильные средства с большим количеством хлора способны разрушить любой слой. Более дорогие модели аккумуляторов покрыты толстым слоем покрытия и специальным материалом, защищающим поверхность от потускнения и царапин. Многие производители, предлагающие латунную фурнитуру, наносят защитный слой особого типа. Покрытие PVD — это технология, изобретенная в лаборатории НАСА.Он образуется путем осаждения нитрата циркония в условиях вакуума. Этот материал более устойчив к повреждениям, а также лучше выглядит.
Наверняка многие задаются вопросом, стоит ли доплачивать за более дорогую модель смесителя для ванной. Может оказаться, что при регулярном использовании домочадцами более дешевый аналог выйдет из строя и его потребуется ремонтировать или заменять на новый.Это означает дополнительные расходы, которые могут оказаться намного выше, чем если бы вы изначально решили купить качественные смесители для ванной. В более дешевых моделях часто используются пластиковые головки и тонкий слой хрома. Регулярное использование и чистка могут привести к медленному истиранию покрытия. Именно по этим причинам стоит задуматься о покупке более дорогой модели, которая будет намного надежнее и менее аварийной.
Современные смесители для ванной комнаты сочетают в себе простоту и вневременной дизайн.Раньше новинкой считались термостатические, встраиваемые и бесконтактные модели. В настоящее время они широко используются в домах, квартирах, офисах и торговых центрах. Изготовленные из высококачественного материала, они практически не требуют обслуживания. Они требуют только регулярной чистки, как и остальная часть ванной комнаты. В настоящее время на рынке представлены модели со светодиодной подсветкой, меняющейся в зависимости от температуры воды. Людям, ищущим что-то особенное, наверняка понравится модель смесителя для ванной с струей воды, напоминающей водопад.
.
Не все пользователи автомобилей осознают важность установленного под капотом аккумулятора. Для большинства это просто большая батарея, которая обеспечивает электричество, необходимое для запуска двигателя. Между тем, аккумулятор — гораздо более сложное устройство. С технической точки зрения это химическая ячейка, которая собирает электричество в процессе внешней зарядки, а затем постепенно высвобождает его благодаря химическим реакциям, происходящим внутри него.Так как же этот загадочный источник питания встроен в нашу машину?
Рекорд как сердце
По мнению специалистов, важнейшим элементом автомобильного аккумулятора является так называемый пластина. Он состоит из решетки (см. фото), отлитой из свинцово-селенового сплава с небольшой примесью сурьмы, и активной массы, содержащей практически чистый свинец (99,99%). Последний — в зависимости от того, должна ли он составлять положительную или отрицательную массу — смешанный m.в с серной кислотой и водой. Предупреждение! Количество используемой пасты определяет емкость батареи. Другими словами: чем толще слой, тем больше емкость. После герметизации пластины батареи соединяются поочередно: отрицательный носитель - положительный носитель, с использованием соединителя (перемычки) из свинцово-оловянного сплава.
Шесть или три
Стандартные автомобильные аккумуляторы состоят из шести последовательно соединенных свинцово-кислотных элементов. Каждый из них производит ток ок.2,1 В, что дает общее напряжение 12,6 В. Однако в случае используемых батарей, среди прочего, Некоторые мотоциклы имеют в корпусе всего три ячейки (6,3 В). В батареях, работающих в сложных полевых условиях, все пластины дополнительно крепятся к их основанию. Почему? Смысл в том, чтобы свести к минимуму вибрации пластин, а значит и откалывание от них активной массы. Это продлевает срок службы автомобильного аккумулятора.
Время для кислоты
Другим важным компонентом батарей является электролит.У большинства аккумуляторов, доступных на рынке, она составляет около 36%. раствор серной кислоты. Его заливают внутрь батареи после ее охлаждения. Почему? Во время этой операции выделяется большое количество тепла, что может привести к перегреву автомобильного аккумулятора и повреждению пластин. После заливки аккумулятора электролитом немедленно приступайте к его зарядке. По словам специалистов, примерно через 1,5 часа в аккумуляторе могут произойти изменения, резко снижающие его емкость.По истечении этого времени электролитом происходит необратимая сульфатация погруженных в него пластин.
Соль, полимер…
Несмотря на широкое распространение, свинцово-кислотные аккумуляторы имеют ряд недостатков. Одной из самых больших является возможность утечки электролита, то есть серной кислоты, и испарения воды. Последнее может вызвать опасное повышение концентрации кислоты в электролите. Решив купить аккумулятор, вы можете выбрать и другие решения. Одним из них является так называемыйвторичная щелочная батарея, в которой используется электролит в виде твердых или полужидких щелочных веществ. На рынке также доступны литий-ионные аккумуляторы, содержащие соли лития, растворенные в органическом растворителе. В некоторых разновидностях литий-ионных аккумуляторов электролит также может быть в виде полимера на основе полиакрилонитрила.
… или гель?
Еще одним типом аккумуляторов являются так называемые Батареи dryfitGel, широко известные как гелевые батареи.Их название происходит от консистенции электролита, заключенного в корпус аккумулятора. Это решение предотвращает проливание электролита, как это часто бывает со свинцово-кислотными аккумуляторами. Однако самым большим преимуществом гелевых аккумуляторов является их низкий саморазряд — как заявляют производители, они сохраняют до 80 процентов. номинальная емкость после шести месяцев хранения. Поэтому они подходят для запуска автомобилей, используемых сезонно, в т.ч. квадроциклы, моторные лодки или яхты. Гелевые аккумуляторы также лучше рассеивают тепло при работе, а гелеобразный электролит более устойчив к ударам и вибрациям.
.90 000 типов аккумуляторов — размер, форма и применение по состоянию на май 2022 г.
Батарейки бывают разных типов, они различаются по материалу, размеру и форме. В этом тексте вы найдете информацию о различных батареях, как предназначенных для повседневного домашнего использования, так и используемых в широко понимаемом промышленном секторе .
Первоначально термин «батарея» означал набор последовательно соединенных гальванических элементов, но в настоящее время он относится к любому набору элементов, даже одному элементу, который содержится в контейнере и имеет специальные соединения, обеспечивающие питание устройств.В связи с развитием значения этого термина увеличилось и количество товаров, которые скрываются под этим термином.
Элементы в зависимости от вида химической реакции можно разделить на: первичные, в которых электроэнергия вырабатывается в результате необратимой химической реакции (не предназначена для зарядки), и вторичные, в которых при производстве энергии происходит обратимая химическая реакция (при этом возможна подзарядка).
Аккумуляторы имеют долгую историю, для определения их специфики использовались различные национальные стандарты, а позже появились международные соглашения, систематизировавшие эту область жизни.Технические стандарты, касающиеся типов и размеров батарей, публикуются такими организациями по стандартизации, как ANSI — Американский национальный институт стандартов и IEC — Международная электротехническая комиссия. Однако до сих пор случается, что многие аккумуляторы до сих пор маркируются старыми стандартами или маркировкой производителя. Некоторые маркировки из-за их широкого использования включены в действующие международные стандарты. Точная природа рассматриваемой батареи определяется ее химическим составом, размером, расположением клемм и особенностями.
Стоит отметить, что в Польше действует Закон от 24 апреля 2009 г. о батареях и аккумуляторах. Он был создан для того, чтобы адаптироваться к правилам, включенным в международные директивы, и привести их в соответствие с польскими стандартами.
Как уже было сказано, аккумуляторы могут иметь разную маркировку. В соответствии со стандартом IEC можно выделить определенные элементы специальной маркировки. Первая буква обозначает технологию, по которой был изготовлен аккумулятор.Отсутствие маркировки говорит о том, что мы имеем дело с цинко-графитовым огнем. Список букв и их значений выглядит следующим образом:
♦ A - воздушно-цинковая камера
♦ B - Литий-углеродный элемент
♦ C - литий-марганцевый элемент
♦ E - Литий-тиониловый элемент
♦ F - элемент литий-железный (обозначение не входит в стандарт)
♦ H - аккумулятор никель-металлгидридный (обозначение не входит в стандарт)
♦ К - аккумулятор никель-кадмиевый (обозначение не входит в стандарт)
♦ L - щелочная ячейка Браунбера
♦ M -
перезаряжаемый литиевый элемент♦ P - щелочно-воздушная ячейка
♦ S - серебро цинк
♦ Z - никель-марганцевый (Ni-Mn) элемент.
Вторая буква относится к форме ссылки. Цилиндрические модели маркируются буквой R, пластинчатые – F, кубовидные S.
К самым популярным типам батареек, несомненно, относятся модели АА, широко известные как палочки. Они также обозначены как R6. Обычно они продаются наборами по несколько штук в упаковке. В случае питания устройств с более высоким энергопотреблением рекомендуется покупать аккумулятор с минимальной емкостью 2300 мАч.Батарейки ААА также часто используются в быту. В разговорном языке они называются мини-пальцами (R03). Их мощность составляет в среднем от 500 мАч до 1000 мАч.
Цинк-угольные батареи имеют номинальное напряжение 1,5 В. Катод в этих батареях выполнен в виде угольного стержня, окруженного диоксидом марганца, анод выполнен из цинка. Электролит представляет собой водный раствор хлорида цинка или хлорида аммония.Аккумуляторы этого типа являются старейшим типом перезаряжаемых аккумуляторов, которые впервые поступили в продажу. Они используются для питания игрушек или небольших гаджетов, таких как фонарики (устройство, характеризующееся низким энергопотреблением).
Номинальное напряжение элемента щелочных аккумуляторов составляет 1,5 В. Анод в таких аккумуляторах изготовлен из оксида цинка, а катод - из диоксида марганца в виде порошка. Основным электролитом является водный раствор гидроксида калия (КОН). Щелочные батареи рекомендуются для устройств со средним и высоким энергопотреблением.Они используются, например, для питания камер, телефонов и бритв. Эти типы аккумуляторов сохраняют свою эффективность в более широком диапазоне температур. К их преимуществам можно отнести то, что риск вытекания электролита ниже, чем в случае с цинк-угольными моделями, а срок их хранения длительный. Однако их цена может оказаться выше.
Литий-марганцевые батареиимеют номинальное напряжение 3 В. Катод в этом случае представляет собой порошкообразный диоксид марганца, а анод выполнен из лития.Этот тип элемента использует органический электролит. При окислении лития вырабатывается электричество. Литий-марганцевые аккумуляторы устойчивы к колебаниям температуры. Они используются в различных типах портативных устройств: фотокамерах, фотоаппаратах, компьютерах. Срок их хранения до 10 лет.
.
Volkswagen Group Components опубликовала диаграмму, суммирующую содержание элементов в аккумуляторе электромобиля на основе элементов с [литий] никель-кобальт-марганцевыми катодами. Это самый популярный тип ячеек на рынке, поэтому цифры очень репрезентативны.
Примером была модельная батарея весом 400 килограммов, т.е. емкостью 60-65 кВтч.Получается, что алюминиевых контейнеров и корпусов модулей составляют наибольшую часть его веса (126 кг, 31,5%). Ничего удивительного: он защищает аккумулятор от повреждений при столкновении, поэтому он должен быть прочным.
На электродах также появляется небольшое количество алюминия (алюминиевая фольга). Он служит для сброса нагрузки наружу, за пределы клетки.
Вторым по весу компонентом является графит (71 кг, 17,8%), из которого изготовлен анод.Литий накапливается в пористом пространстве графита при зарядке аккумулятора. И он заканчивается, когда батарея садится.
Третьим по весу компонентом является никель (41 кг, 10,3%), который является основным элементом, помимо лития, кобальта и марганца, в современных катодах. Марганец составляет 12 килограммов (3 процента), кобальт еще меньше, потому что 9 килограммов (2,3 процента), а ключевой литий в аккумуляторе - 8 килограммов (2 процента).
Кобальтовый куб с ребром 1 сантиметр.Впервые мы использовали эту фотографию для расчета содержания кобальта в аккумуляторе электромобиля. Тогда у нас получилось около 10 килограммов, что практически идеально (с) Alchemist-hp / www.pse-mendelejew.de
Медь весит целых 22 кг (5,5%), и ее роль заключается в проведении электричества. пластик , в котором заключены ячейки, кабели, разъемы и модули, чуть меньше - 21 килограмм (5,3%). Жидкий электролит , в котором ионы лития перемещаются между анодом и катодом, составляет целых 37 кг (9,3%) вес аккумулятора.
Для электроники составляет 9 кг (2,3%), для сталь , которая иногда используется для дополнительных усиливающих пластин или в каркасе, всего 3 кг (0,8%). Остальные ингредиента весят 41 кг (10,3%).
Начальное фото: элементный состав образца литий-ионной батареи (c) Volkswagen Group Components.
Заметка редакции www.Elektroz.pl: пропорции, показанные в списке , очень хорошо совпадают с ячейками NCM712 , поэтому мы делаем вывод, что они использовались в автомобилях Volkswagen, в том числе в автомобилях на платформе MEB, например Volkswagen ID.3. PushEVs уже спекулировали на этом более полугода назад, но в связи с отсутствием официального подтверждения мы предоставили эту информацию только один раз в конспиративном режиме.
Это может вас заинтересовать:Читательский рейтинг
[Всего: 5 голосов, среднее: 5].Функциональная и современная сантехника – это огромная проблема! Планируя его обустройство, стоит ознакомиться с последними тенденциями, в том числе и при выборе смесителей для ванной.
Перейти к следующим пунктам:
На рынке представлен огромный выбор смесителей, различных по функционалу (ванна, душ, умывальник, биде, смеситель для раковины), способу установки (настенные или консольные - устанавливаемые на горизонтальную поверхность), а также накладные и встраиваемые), необходимое для монтажа количество отверстий (одно- и многоотверстные) и технологические решения (однорычажный, так называемый смеситель, два -ручка - традиционная с кранами, а также термостатическая и с датчиком движения).Разумеется, в каждой группе есть ценовые категории – от относительно дешевых до очень дорогих. Разница в цене в основном связана с компонентами и технологиями, используемыми в производстве.
Головка – самая важная часть смесителя для ванной, от которой существенно зависит его долговечность и цена. От его качества зависит, прослужит ли аккумулятор нам долгие годы или через короткое время будет годен только для замены.Солидные фирмы, производящие фитинги, используют только керамические головки, которые гораздо долговечнее, обеспечивают большую герметичность и более быструю регулировку потока, чем уплотнительные головки, встречающиеся в дешевых батареях. Керамическая головка шириной 35 мм используется в небольших батареях, в то время как более крупные оснащены головками шириной 40 мм, которые имеют возможность большего регулирования потока и более долговечны.
Помимо керамических головок, в батареях известных фирм используются более прочные и качественные компоненты, в том числе прокладки, что также оказывает существенное влияние на долговечность и герметичность батареи.
При покупке смесителя для ванной важно обратить внимание на тип подключения к водопроводу. Аккумуляторы хорошего качества оснащены трубками, которые более прочны и безопасны в использовании, чем стандартные шланги. Кроме того, под смесителем мы также должны иметь возможность использовать угловые клапаны с фильтром, которые предотвращают попадание грязи в смеситель, что может привести к утечке или необратимому повреждению.
Смесители для ванной изготавливаются из латуни, содержащей определенное количество меди - чем ее больше, тем выше качество используемого в производстве материала.Отличаются они цветом покрытия – самые распространенные хромированные батареи, но можно купить и сатиновые, в оттенке старого золота или цветные – чаще всего белые или черные. Важным вопросом, влияющим на качество изготовления, а, следовательно, на долговечность и эстетичный вид смесителей для ванных комнат, является тип покрытия, используемого при их изготовлении.
Батарейки известных фирм дольше сохраняют свойства новинки, как визуально, так и с точки зрения комфорта использования. Новейшие технологии и используемые компоненты высочайшего качества гарантируют, что через долгое время краны или рычаги смесителя для ванной будут работать так же легко, как и вначале.Пример тому — компания Grohe, использующая технологию Grohe SilkMove® в производстве своих однорычажных смесителей.
Благодаря этому ручка крана двигается очень плавно, рабочий угол рычага широкий, и мы можем легко контролировать поток воды. Компания - помня о благе покупателя и комфорте использования смесителя с момента его установки - также применяет технологию Grohe QuickFix™, которая - благодаря сокращению сборочных деталей до необходимого минимума - сокращает время сборки время почти в два раза даже неопытным заказчиком.
В производстве сантехники, помимо использования новейших технологий, регулярно появляются различные новинки. Такими новинками того времени были термостатические, скрытые или бесконтактные смесители, которые сейчас широко используются как в частных домах и квартирах, так и в общественных местах. Недавно на рынке появились смесители, сочетающие в себе функциональность сантехники и дизайн функционального искусства.
Примером такого брака, безусловно, является смеситель для умывальника с подсветкой. Светодиодный свет меняется в зависимости от температуры воды - при теплой струе цвет света зеленый, при горячей струе - красный, а при холодной струе - синий. Но это не единственный пример игры воды и света в смесителе для ванной. Оснастив стандартный кран специальной крышкой со светодиодами, мы получим… разноцветную струю воды, вытекающую из излива.
Новые продукты также касаются формы предлагаемых аккумуляторов.Для клиентов с утонченным вкусом, которым стандартная форма смесителя кажется слишком скучной и обыденной, некоторые компании подготовили экстравагантные смесители для ванных комнат с современными и неожиданными линиями. Примером тому, безусловно, является умывальник Murano от Hansa, в котором уникален футуристический вид, а также тип струи, вытекающей из крана и впадающей в умывальник подобно водопаду. Оснащение ванной такими батареями или световыми гаджетами сделает это пространство совершенно непохожим на все остальные – неповторимым, атмосферным, удивительным.
.Первым и основным является, конечно, тот факт, что идея литий-ионных аккумуляторов (также сокращенно Li-ion), которая сегодня наиболее популярна в телефонах, еще помнит семидесятые годы двадцатого века. , то есть ему почти 50 лет. Правда широкое распространение они получили чуть позже, в 90-х годах прошлого века, но до сих пор являются одним из самых «архаичных» компонентов нынешних смартфонов. Между тем, постоянное повышение эффективности мобильных устройств, растущие диагонали экранов, используемых в телефонах, и тонкость корпуса смартфона, ограничивающая объем места для аккумулятора, не облегчают жизнь аккумуляторам.Поэтому нередки случаи, когда мы вынуждены восполнять энергию в батарее в течение дня при интенсивном использовании смартфона — ее не хватает даже с утра до вечера.
Мы могли бы сами заменить батареи в старых телефонах.Сегодня большинству из нас приходится полагаться на специализированную службу для этой цели.При описании современных аккумуляторов для смартфонов обязательно упоминаются литий-полимерные (LiPo) элементы, которые также часто встречаются в телефонах.В основном они происходят непосредственно из техники литий-ионных элементов, но на этот раз электролит представляет собой не жидкость, а вещество в виде геля (или даже твердого тела). Преимуществом литий-полимерных аккумуляторов является их небольшой вес, большая устойчивость к механическим повреждениям и возможность достаточно свободного формирования формы самого аккумулятора. Однако они не приносят существенной пользы с точки зрения количества запасаемой энергии.
Использование литий-ионных аккумуляторов в мобильных телефонах (раньше были популярны никель-металлогидридные (NiMH) элементы) имело много преимуществ.Первой важной полезностью было отсутствие эффекта памяти. Это означало, что телефон теперь можно было подзарядить в любое время без риска потери работоспособности ячейки — раньше во избежание эффекта памяти рекомендовалось заряжать только глубоко разряженный телефон. Литий-ионные аккумуляторы также имеют более или менее вдвое большую плотность энергии, чем более старые NiMH аккумуляторы, что вкратце означает, что при тех же габаритах они способны накапливать гораздо больше энергии, т.е. значительно продлевать срок службы устройства.Еще одним преимуществом литий-ионной техники является небольшой самопроизвольный разряд (до 2 процентов в месяц, тогда как для стандартных NiMH элементов он составлял даже 30 процентов в месяц).
Новые поколения никель-металлогидридных аккумуляторов (например, Sanyo Eneloop) имеют минимизированный эффект саморазряда, что делает их удобными для использования в устройствах с низким энергопотреблением (пульты дистанционного управления) или используемых время от времени (фонарики)Конечно, ничего бесплатного не бывает.Литий-ионные аккумуляторы дороже в производстве и требуют гораздо более сложных систем зарядки, так как оказываются чувствительными к переразряду, слишком большим токам заряда и разряда и к высоким температурам (особенно выше 50 градусов Цельсия). Эти параметры постоянно отслеживаются, а электроника смартфона следит за тем, чтобы наше устройство выключилось до того, как аккумулятор разрядится слишком глубоко (наверное, многие оставляют старый смартфон разряженным на несколько месяцев, а потом обнаруживают, что аккумулятор не хочет заряжаться). нормально. ).Вопросы тока и температуры становятся еще более важными в случае телефонов с функциями очень быстрой зарядки. Литий-ионные аккумуляторы также более подвержены возможным механическим повреждениям, что в крайнем случае может привести к самовозгоранию элемента. Наверное, каждый хотя бы раз видел поврежденный, «вздувшийся» литий-ионный аккумулятор и слышал в программах о выживании, что проткнутый ножом аккумулятор можно эффективно использовать в качестве источника огня для разведения костра.
Раньше в Komputer Świecie мы проверяли, сколько может выдержать батарея, используемая в смартфонах, но... лучше не делать подобные вещи домаВыбирая новый смартфон, мы всегда смотрим на его внешний вид, анализируем качество камеры, иногда также экрана и выводимого на него изображения, а емкость аккумулятора часто намного ниже в списке желаемых характеристик.
Правда, менее производительные (как правило, и менее интенсивно используемые) смартфоны могут работать так же долго на менее емком аккумуляторе, как флагманские аппараты Ч с аккумулятором большей емкости, но при сравнении телефонов в аналогичной цене, производительности и функционале класс, однозначно стоит оценить еще и емкость батареи... разница в емкости на уровне 1000 мАч (например 3000 мАч против 4000 мАч) наверняка быстро почувствуется на практике.
В то время, когда мы могли сами заменить батареи, были также смартфоны, включающие две батареи разной емкости и дополнительные, более толстые задние панели.Использование большей батареи сделало смартфон менее удобным, но его нужно было реже заряжать.Сколько сегодняшние смартфоны могут работать от одного заряда и действительно ли они заметно отличаются в этом отношении? Ниже мы приводим результаты, полученные в двух тестах производительности батареи, которые зашиты в два популярных Android-приложения — PCMark и GFXBench .Первый представляет рабочее время при выполнении задач, связанных с типичными, общими приложениями для смартфонов. Второй ориентирован в первую очередь на отображение 3D-графики, т.е. под нагрузку, аналогичную игре на смартфоне. Все измерения производились при постоянной яркости экрана, установленной на уровне 180 кд/м2. Цвета на диаграммах показывают, к какому ценовому классу относится данное устройство. Красный — цена выше 2000 злотых, синий — 1000-2000 злотых, зеленый — популярные смартфоны стоимостью менее 1000 злотых.
Производители телефонов, конечно, в курсе всей ситуации. Так что сегодня аккумулятор занимает большую часть корпуса любого смартфона.Чипсеты также постоянно разрабатываются, чтобы потреблять как можно меньше энергии в режиме ожидания и при менее эффективной работе. Работа операционной системы также оптимизирована по энергопотреблению от версии к версии, как и контроль приложений, работающих в фоновом режиме.
Аккумулятор в смартфоне Apple — если не считать экрана, это тот элемент, который занимает больше всего места в корпусе, и представленный на фото iPhone 7 Plus не пользовался очень хорошим мнением в плане производительности аккумулятора.Еще одним элементом этой энергичной головоломки являются экраны.Они растут и имеют более высокое разрешение, что также вызывает их большую потребность в энергии. Одним из решений проблемы является использование OLED-экранов, которые не только обеспечивают лучшее качество изображения, но и являются более энергоэффективными. Черные пиксели такой панели не светятся, а значит, не потребляют энергию. По последней причине хорошей идеей для дополнительной экономии в случае смартфона с OLED-дисплеем является использование черных обоев и темного пользовательского интерфейса.
OLED-экраны не только дарят нашим глазам изображение очень хорошего качества, но и более энергоэффективны, чем ЖК-панели.При поиске телефона с очень хорошей производительностью батареи помимо самой емкости (обычно от 3000 мАч до 5000 мАч) следует также обратить внимание на ряд других характеристик смартфона.Например, на используемом чипсете. Получается, что разработки Qualcomm или HiSilicon обычно более энергоэффективны, чем, например, системы, разработанные MediaTek или Spreadtrum. Важен и технологический процесс — чипсет, выполненный в современной 7-нанометровой литографии, должен, как правило, быть более энергоэффективным, чем тот, что разработан и изготовлен в более старой, например, 14 или 12-нанометровой.
Современные, быстрые сетевые зарядные устройства (на фото от модели Huawei P30 Pro) имеют мощность 40 Вт и способны восполнить энергию в аккумуляторе смартфона примерно за 1 час.Производители смартфонов также разработали для нашего удобства методику быстрой зарядки аккумуляторов (как правило, модели среднего класса и выше), задача которой свести к минимуму неприятности, связанные с необходимостью подзарядки энергии в течение дня.Что это значит на практике? Во флагманах обычно достаточно четверти часа зарядки, чтобы смартфон проработал еще несколько часов.
пользователей Apple iPhone с самого начала (2007 год) привыкли к тому, что их смартфоны имеют несменный аккумулятор.Другие могли при необходимости купить новый аккумулятор за относительно небольшие деньги и легко заменить его самостоятельно. Так что проблема времени автономной работы казалась тогда маловажной.
Ситуация коренным образом изменилась примерно в то время, когда на рынке появилась первая модель Samsung Galaxy S без съемного аккумулятора, то есть Galaxy S6 (2015).Это была первая столь популярная на рынке ласточка, предвещающая грядущие перемены. Сегодня практически каждый смартфон требует визита в авторизованный сервисный центр для замены аккумулятора. В случае с флагманами такой новый подход производители объясняли необходимостью сохранения водонепроницаемости корпуса, что в какой-то мере было рациональным объяснением. Однако защитить их в случае детей среднего роста без пылевлагозащищенного корпуса сложно.
Что это изменение означало на практике? Если не считать случайных казусов производителей, аккумуляторы брендовых смартфонов легко выдерживают использование в течение 2-3 лет, т.е. в течение срока действия даже самого длительного абонентского договора (обычно срок службы литий-ионных аккумуляторов оценивается примерно в 1000 циклов заряда/разряда). .К сожалению, по прошествии этого времени замена батареи в сервисном центре может оказаться неэффективной, что является отличной новостью для производителей... потому что для нас это также означает сильный импульс к замене смартфона на новый.
Если батарея вашего смартфона уже не так эффективна, как раньше, хорошим решением может стать относительно недорогой блок питания (7000-1000 мАч).Актуальные цены на самые популярные модели можно посмотреть ниже:
О необходимости революции в питании смартфонов говорят уже довольно давно, но прорыва как-то не было видно.Однако, как сообщается, все работают над дальнейшим усовершенствованием элементов питания, в том числе используемых в смартфонах. Недавно Huawei объявила, что готова производить новые литий-ионные аккумуляторы, обогащенные графеном. Такая обработка заключается не только в удвоении срока службы батареи (т.е. нам бы покоя около 4 лет), снижении ее стандартной рабочей температуры (на 5 градусов Цельсия) и повышении устойчивости к высокой рабочей температуре (до 60 градусов Цельсия), что позволит вам использовать телефон в более теплом климате, но... Прежде всего, это позволит еще быстрее заряжать. Сообщается, что Samsung также работает над аналогичным решением. Проблема, однако, в том, что новые элементы с добавлением графена вряд ли заставят наши смартфоны работать намного дольше (о значительном увеличении плотности энергии речи не идет), но такие аккумуляторы мы точно зарядим за десяток-другой минут. и они будут характеризоваться более длительным сроком службы, чем современные литий-ионные и литий-полимерные решения. Вероятно, нам придется немного подождать настоящего прорыва в области аккумуляторов.
Дополнительные тесты и руководства можно найти в последних выпусках Computer World и Necessary:
Смотрите лучшие смартфоны 2019 года:
.
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
