Een van de meest bruikbare elektronische apparaten die beschikbaar is voor ons is ook een van de meest voorkomende. De moderne batterij is te vinden in zoveel van onze favoriete technologieën dat je bijna zou kunnen worden vergeven dat je geen tijd zou besteden aan het leren van hun werking.
Maar nu is het tijd om je kennisbasis uit te breiden door te begrijpen hoe de smartphone in je zak wordt aangedreven. Houd de batterij van je Android gezond met deze tips Houd de batterij van je Android gezond met deze tips Software en apps kunnen alleen zo ver gaan - hoe zit het met het opladen en ontladen van uw batterij? Leer hier alle trucs. Lees meer, wat zijn de gebruikelijke batterijvarianten en wat u kunt doen om hun levensduur te verlengen Hoe de levensduur van uw laptopbatterij te verlengen Hoe de levensduur van uw laptopbatterij te verlengen Een laptop met een korte levensduur van de batterij is vervelend, vooral als u zijn onderweg en nergens dichtbij een stopcontact. Om elke afzonderlijke lading van uw batterij langer te laten duren, leert u meer over ... Lees meer.
Een korte geschiedenis van batterijen
Alessandro Volta demonstreerde de eerste functionerende elektromagnetische batterij in 1800. Zijn stapel koper- en zinkplaten gescheiden door in pekel gedrenkte papieren schijven produceerde een gestage spanning gedurende een 'redelijke' tijd. Dit stond bekend als een voltaïsche stapel en was de voorloper van een generatie experimenten op batterijen.
In 1836 heeft John Frederic Daniell het ontwerp van de batterij gestandaardiseerd. Een koperen pot gevuld met kopersulfaatoplossing ondergedompeld in een ongeglazuurde aardewerkcontainer gevuld met zwavelzuur en een zinkelektrode werd de de facto standaard voor de batterij, die over ontelbare elektrische telegraafnetwerken beschikt.
Snel vooruit naar Oxford University, 1979. John Goodenough en Koichi Mizushima demonstreerden een werkende oplaadbare cel met een bereik van 4 volt dat lithiumkobaltoxide als de positieve elektrode en lithiummetaal als het negatieve gebruikte. De voorloper van de lithiumcel zoals we die kennen, werd geboren - maar werd in 1991 alleen door Sony en Asahi Kasei op de markt gebracht in hun draagbare elektronische apparaten.
Wat is een moderne batterij?
We gebruiken de term moderne batterij om de elektrochemische cellen te beschrijven die onze draagbare technologie-apparaten voeden. Batterijen vallen in twee algemene categorieën:
- Eenmalig gebruik: wegwerpbatterijen met elektroden die tijdens gebruik onomkeerbaar worden gewijzigd.
- Oplaadbaar: herbruikbare batterijen met elektroden die worden hersteld door tegenstroom.
De meeste moderne draagbare elektronica is uitgerust met een op lithium gebaseerde batterij, waarvan de lithium-ion ( Li-ion ) -cel de meest voorkomende is. U kunt ook een lithium-polymeer ( Li-Po ) cel tegenkomen die dezelfde elektrochemische samenstelling en algemene chemie heeft als zijn tegenhanger, maar die meer kost om te maken en een lagere energiedichtheid heeft.
Niettemin zijn Li-Po-batterijen nog steeds populair vanwege hun lichtgewicht, flexibele ontwerpen en hun verbeterde bedieningsmogelijkheden bij hogere en lagere temperaturen, iets waar Li-ion mee worstelt.
Li-ion-batterijen bevatten meestal een geïntercaleerde lithiumverbinding zoals lithium-kobaltoxide (LiCoO 2 ) als één elektrode, grafiet voor de tweede en een organisch oplosmiddel als een elektrolyt. Deze verbinding wordt gebruikt vanwege de hoge energiedichtheid en het langzame verlies van lading wanneer deze niet wordt gebruikt, en vereist geen geheugencyclus om de levensduur van de batterij te verlengen. De MacBook-batterij kalibreren en onderhouden Voor de beste prestaties Kalibreer en onderhoud de MacBook-batterij voor de beste Prestaties Als u uw MacBook-batterij correct kalibreert en onderhoudt, is het mogelijk om de prestaties te verbeteren en de vervanging ervan zo lang mogelijk uit te stellen. Lees verder .
Alle op lithium gebaseerde batterijen bevatten een druktemperatuurcoëfficiënt. Dit is een failsafe schakelaar of sensor die is ontworpen om te voorkomen dat de batterij wordt oververhit in extreme omstandigheden of overmatig gebruik, een proces dat de batterij gewoonlijk onbruikbaar maakt door de chemische verbindingen die het laad / ontlaadproces mogelijk maken permanent te beschadigen.
Het laadproces
Lithium-gebaseerde batterijen zijn de draagbare technologie batterij van keuze geworden vanwege hun hoge energiedichtheid en oplaadbare eigenschappen. Nieuwe batterijtechnologie wordt opgeladen in twee minuten, gaat twintig jaar mee Nieuwe batterijtechnologie wordt opgeladen in twee minuten, duurt twintig jaar Er is een nieuwe batterijtechnologie op de markt horizon, en de kans is groot dat dit de manier waarop u uw apparaten Meer lezen gebruikt zal veranderen.
Tijdens het laadproces bewegen lithiumionen door de elektrolyt van de positieve lithium-kobaltoxide-elektrode naar de negatieve grafietelektrode. Bij het ontladen of in gebruik, gaan de ionen terug door de elektrolyt, van negatief naar positief. Dit proces gebeurt bij een relatief hoge spanning - 3, 7 volt in vergelijking met een alkalische AA-batterij van 1, 5 volt - daarom zijn lithiumbatterijen de draagbare voedingsbron bij uitstek voor veel consumentenelektronica.
Op lithium gebaseerde batterijen zijn ook onderdeel van grotere batterijpakketten De 6 beste back-upbatterijpakketten voor het verlengen van de uptime van uw telefoon De 6 beste back-upbatterijpakketten voor het verlengen van de bedrijfstijd van uw telefoon Een batterijpakket is een van de beste manieren om uw telefoon op te laden in geval van nood . Hier zijn een paar draagbare powerbanks die misschien net zijn wat je nodig hebt. Meer lezen, zoals een laptopbatterij. Deze batterijpakketten bevatten een aantal lithium-ioncellen gebonden aan één groter onderdeel en bevatten een aantal extra componenten:
- Temperatuursensor : sensor bewaakt de temperatuur in de verpakking in een poging de veiligheid en levensduur van de cellen te handhaven.
- Spanningsregelaar : sensor en circuit voor het bewaken en regelen van de uitvoer / capaciteit van elke cel in de verpakking
- Status batterijlading : sensor die het besturingssysteem informeert over de huidige laadtoestand (bijv. 47% vol)
- Connector : connector voor laptop, merkspecifiek.
Op lithium gebaseerde batterijen kunnen duizenden oplaad- / ontlaadcycli uitvoeren voordat de kwaliteit van de cel echt begint te verminderen, maar er zijn verschillende manieren waarop u uw batterij kunt verpesten, waardoor u uzelf mogelijk in gevaar kunt brengen.
Batterijonderhoud
De positieve elektrode die wordt aangetroffen in de meeste lithiumbatterijen, LiCoO 2, kan een aantal gevaren opleveren als de cel beschadigd raakt. In tegenstelling tot een aantal andere batterijopties, kan het compromitteren van de ontvlambare, onder druk staande verbinding extreme resultaten opleveren. Om dit te verhelpen, worden op lithium gebaseerde batterijcellen onderworpen aan een aantal veiligheidstests, waarvan er vele strenger zijn dan hun tegenhangers op zuurbasis.
Warmte
Er zijn een aantal gevallen van lithium-gebaseerde batterijen ontsteken in extreme hitte-omstandigheden. Batterijen onder extreme warmte in combinatie met extra, onverwachte druk of kortsluiting kunnen 'exploderen' waardoor een kapotte batterij overblijft. Apple biedt gratis vervanging voor de 1e generatie iPod Nano [Nieuws] Apple biedt gratis vervanging voor de 1e generatie iPod Nano [Nieuws] Zo zeldzaam als het is voor Apple om publiekelijk een storing toe te geven, deze is te groot om over het hoofd te zien. Volgens Apple kunnen de batterijen van sommige iPod nano's van de eerste generatie oververhit raken en een ... Lees meer en, vaker wel dan niet, een beschadigd stuk draagbare technologie.
Elke lithium-gebaseerde batterij heeft een ingebouwde separator die zich in de cel bevindt. Dit onderscheidt de positieve en negatieve elektroden tijdens het laad / ontlaadproces. Als deze scheider geperforeerd of beschadigd raakt, bestaat de kans dat de elektroden contact maken. Hierdoor ervaart de batterij een snelle toename van de warmte, wat kan leiden tot een explosie.
De batterij heeft een ontluchtingsmechanisme om een dergelijke gebeurtenis te voorkomen maar uiteindelijk, vanwege de aard van de chemische verbinding die wordt geventileerd, blijft de kans op een explosieve reactie nog steeds te wijten aan de warmte die wordt gegenereerd door de chemische reactie.
Ontslag ratings
Lithium-gebaseerde batterijen geven de voorkeur aan een gedeeltelijke ontlading Hoe de batterij van uw telefoon langer meegaan en meer sap vasthouden Hoe de batterij van uw telefoon langer meegaan en langer meegaan Juice Levensduur van de batterij is een van de grootste problemen van de moderne elektronica. Smartphones, tablets en laptops hebben er allemaal mee te maken - dus wat kunt u doen om de hoeveelheid tijd die u per lading krijgt te maximaliseren? Lees meer, in plaats van 'diep' of 'vol'. Ze hebben geen oplaadgeheugen, dus een gedeeltelijke ontlading heeft geen invloed op de toekomstige prestaties.
Een 'diepe' ontlading, dwz het volledig leeg raken van de batterij, zal ervoor zorgen dat de spanning van een op lithium gebaseerde batterij daalt en kan resulteren in een permanent beschadigde batterij.
Verouderingsproces
Lithium-gebaseerde batterijen ouder worden. Er wordt gedacht dat hun maximale levensduur tussen de 2-4 jaar ligt. Wat te doen als uw laptop of tabletbatterij niet oplaadt Wat te doen als uw laptop of tabletbatterij niet oplaadt Af en toe ontvangen we een vraag over MakeUseOf Antwoorden over een batterij die weigert te laden. Dit is niet verrassend. Het is bekend dat batterijen slechts zo lang meegaan, en slechte omstandigheden kunnen hun levensduur drastisch verkorten. Problemen ... Lees meer afhankelijk van het aantal opgeladen laad- / ontlaadcycli. Dat wil niet zeggen dat u het aantal keren dat u de batterij gebruikt moet bijhouden omdat dat nogal moeilijk zou zijn. Maar het uitstellen met een nieuwe batterij en het op het schap laten liggen verlengt de levensduur van de batterij niet - de batterij zal nog steeds dezelfde 2-4 jaar meegaan.
Het is ook de moeite waard om te controleren wanneer een batterij is vervaardigd bij de aanschaf van een nieuw draagbaar tech-product. Als het een jaar lang overbodig is geweest in een magazijn, is dat een jaar waarin de levensduur van de batterij al is weggeëbd. Neem contact op met de fabrikant van het product en vraag waar mogelijk een nieuwe batterij.
Er zijn moderne toepassingen voor batterijbeheer die beweren dat ze de huidige geaccepteerde celafbraak in de loop van de tijd kunnen omkeren, zoals 'batteryOS', een product dat in februari 2015 wordt gelanceerd.
Li-Air
De volgende generatie lithiumbatterijen Batterijtechnologieën die de wereld gaan veranderen Batterijtechnologieën die de wereld gaan veranderen Batterijtechnologie groeit langzamer dan andere technologieën en is nu de lange tentstok in een verbluffend aantal industrieën. Wat zal de toekomst van batterijtechnologie zijn? Read More bevat lithium-luchtchemie, waardoor een extreem hoge energiedichtheid mogelijk wordt in steeds lichtere uitvoeringen. Li-Air-batterijen krijgen een voordeel ten opzichte van de energiedichtheid ten opzichte van hun traditionele tegenhangers door overvloedige zuurstof te gebruiken om stroom te induceren, in plaats van intern de vereiste chemische oxidator op te slaan.
Helaas is er nog steeds onderzoek nodig op een aantal belangrijke gebieden voordat een commercieel levensvatbaar Li-Air-product in onze draagbare apparaten zal verschijnen.
Heeft dit uw begrip van de batterijen in uw draagbare apparaten geholpen? Laat ons weten wat je hieronder denkt!
Afbeeldingscredits: Batterijen via Wikimedia Commons, Voltaic Pile via Wikimedia Commons, Lithium-Ion-batterij via Wikimedia Commons, Lithium-Polymer-batterij via Wikimedia Commons, 3GS met Broken Battery via Wikimedia Commons, Lege batterij via Pixabay, Battery Energy Density via Wikimedia Commons