Емкость аккумулятора на что влияет: Что такое емкость аккумулятора?

От чего зависит производительность аккумуляторной батареи в

Производительность аккумулятора — это способность батареи как можно дольше сохранять максимальную ёмкость и сопротивляться саморазряду, износу и старению из-за химических процессов.

Все хотят выбрать самый хороший элемент питания. И хотя идеального варианта не существует, приблизиться к нему возможно. Просто учитывайте четыре фактора, которые оказывают существенное воздействие на производительность батареи.

Саморазряд аккумулятора

В любом химическом элементе питания уменьшается полезная ёмкость из-за реакций веществ внутри даже тогда, когда он не подключён к электронному устройству. На саморазряд больше всего влияет температура (хранения или эксплуатации).

Срок службы батареи

Период, в течение которого аккумулятор способен вмещать максимальный процент энергии от заявленной ёмкости (рассчитывается заводом в условиях комнатной температуры).

Аккумулятор повышенной ёмкости

Ёмкость — это мера энергии, сохраняемой внутри ячейки. Выражается она в Ач (ампер-час) или мАч (Миллиампер-час) и определяет способность батареи работать в соответствии с указанными критериями разряда в течение установленного заводом периода времени от одной зарядки. Аккумулятор повышенной ёмкости (усиленный) превышает спецификации OEM-производителя и обеспечивает более длительное время автономной работы, чем оригинальная батарея.

Температура АКБ

Когда вы переносите телефон или другой гаджет с батареей внутри с холода в тепло и наоборот, то производительность аккумулятора и срок службы снижаются.

• Высокая температура усиливает химические реакции внутри, что преждевременно изнашивает АКБ.
• Низкая температура замедляет химические реакции внутри и делает АКБ менее ёмким и надёжным.

Комнатная температура 25°C — это золотая середина, идеальные условия для хранения и эксплуатации батареи. Высокая температура начинается от +35°C. Переохлаждение ниже 0°C негативно сказывается на состоянии батареи (за исключением литиевых ячеек Penn State). Любые резкие перепады тоже приводят к преждевременному износу элемента питания.

Узнайте больше о температуре смартфона

Если у вас возникли вопросы, то отправьте сообщение ВКонтакте @NeovoltRu, чтобы получить помощь. Подпишитесь в группе на новости из мира гаджетов, узнайте об улучшении их автономности и прогрессе в научных исследованиях аккумуляторов. Подключайтесь к нам в Facebook и Twitter.

Правильная эксплуатация гелевых аккумуляторов, химические реакции в аккумуляторных батареях

Общие положения

Свинцово-кислотные аккумуляторы изготовлены по технологии с внутренней рекомбинацией воды, поэтому не требуют обслуживания в течение всего срока службы. В качестве электролита используется загущенная серная кислота в виде геля, что обеспечивает устойчивость аккумуляторов к глубоким разрядам и высокую температурную стабильность.
Расчетный срок службы составляет 12 лет.
Гелевые аккумуляторы предназначены для работы, как в буферном, так и в циклическом режимах.

Конструкция гелевого аккумулятора

Особенности конструкции:

Полностью герметичная конструкция, утечка электролита невозможна.
Система внутренней рекомбинации газа, нет необходимости в доливе воды.
Моноблоки снабжены регулирующими клапанами для обеспечения выпуска газа, при превышении внутреннего давления выше допустимого уровня.
Нет ограничений на перевозку воздушным, железнодорожным или автотранспортом.

Химическая реакция и механизм рекомбинации:

Химическая реакция, протекающая в аккумуляторе при заряде/разряде, описывается формулой:

PbO₂ + 2H₂SO₄ + Pb Разряд/Заряд PbSO₄ + 2H₂O

При заряде кислород, проходя через сепаратор от положительной пластины, вступает в реакцию с активным веществом отрицательной пластины с образованием оксида свинца:

2Pb + O₂ —> 2PbO

Оксид свинца, в свою очередь, вступает в реакцию с серной кислотой:

2Pb + 2H₂SO₄—> 2PbSO₄ + 2H₂O

Сформировавшийся на отрицательной пластине сульфат свинца восстанавливается кислородом до свинца с образованием серной кислоты:

2PbSO₄+ 2H₂—> 2Pb + 2H₂SO₄

Если упростить описанные выше уравнения, то получается следующее:

2H₂ + O₂ —> 2H₂O

Разрядные характеристики

На рисунке ниже приведены кривые разряда гелевых аккумуляторов постоянным током до определенного конечного напряжения. Разряд до напряжения ниже указанного снижает емкость и срок службы свинцово-кислотных батарей.

Разрядные кривые постоянным током при 25°С

Заряд

Правильный заряд является одним из важнейших условий успешной работы свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления. Правильный выбор зарядного устройства влияет самым непосредственным образом на производительность и срок службы батарей.

Заряд постоянным напряжением

Заряд постоянным напряжением – наиболее часто применяемый метод. На рисунке ниже показаны зарядные характеристики гелевого аккумулятора при заряде их постоянным напряжением 2,40 В/ячейку при начальных значениях тока 0,3 СА.

График заряда постоянным напряжением при 25°С

Для гелевых аккумуляторов диапазон зарядного напряжения буферного режима установлен в диапазоне 2,23–2,28 В/эл-т (при 25°С).
Для циклического режима диапазон зарядного напряжения установлен в диапазоне 2,38–2,42 В/эл-т (при 25°С).

Аккумуляторы гелевые не требуют уравнительного заряда. Буферного напряжения достаточно, чтобы поддерживать моноблоки в полностью заряженном состоянии.

---

Гелевые аккумуляторные батареи можно купить в интернет-магазине Реалсолар:

Аккумулятор Delta
GEL 12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Delta
GEL 12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

---

Двухстадийный заряд при постоянном напряжении

Этот метод является одним из наиболее эффективных и рекомендуется для быстрого заряда свинцово-кислотных батарей с автоматическим регулированием внутреннего давления и поддержания их в полностью заряженном состоянии (буферный режим). Характеристики зарядного устройства для двухстадийного заряда постоянным напряжением приведены на рисунке ниже:

Зарядные характеристики двухстадийного зарядного устройства

На стадии «А» ток ограничен величиной 0,3 СА, а напряжение на клеммах батареи растет. На стадии «В» зарядный ток начинает падать, а напряжение стабилизируется на уровне 2,40 В/эл-т. На этой стадии уровень заряда аккумулятора достигает 80%. При достижении зарядным током уровня «точки переключения Y» зарядная цепь переключается на стадию «С», где зарядное напряжение падает с 2,40 до 2,25 В/эл-т, а ток плавно снижается практически до нуля. Зарядное устройство переходит в буферный режим.

Напряжение заряда зависит от температуры окружающей среды и должно регулироваться в соответствии с графиком показанном на рисунке ниже:

Зависимость зарядного напряжения от температуры окружающей среды

Напряжение заряда (на элемент) в буферном режиме вычисляется по формуле:
U_заряда = 2,25 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,0033

Напряжение заряда (на элемент) в циклическом режиме вычисляется по формуле:
U_заряда = 2,40 + (25 – (t + grad t +1)) · 0,005

где t – температура окружающей среды, °С
grad t – температурный градиент аккумуляторного шкафа, °С. При установке на открытые стеллажи grad t = 0.

Хранение и срок службы

Гелевые аккумуляторы могут храниться без подзаряда в течение 1 года в сухом помещении при температуре окружающей среды от –35° до +60°С.
Они рассчитаны на работу в буферном режиме работы в течение пяти лет (при 25°С). На рисунке ниже показана зависимость доступной емкости гелевого аккумулятора от времени. Газы, генерируемые внутри аккумулятора, непрерывно рекомбинируют и возвращаются в водную составляющую электролита. Потеря емкости и конец службы аккумуляторов наступают в результате постепенной коррозии электродов.

Срок службы в буферном режиме работы

Срок службы аккумуляторов в циклическом режиме работы зависит от целого ряда факторов

Наиболее существенными из них являются рабочая температура окружающей среды, скорость разряда, глубина разряда и способ заряда. На рисунке ниже показано влияние глубины разряда на количество циклов работы гелевых аккумуляторов при циклическом режиме.

Срок службы в циклическом режиме работы

По мере повышения температуры электрохимическая активность аккумулятора возрастает, а при понижении – падает. Поэтому при увеличении температуры окружающей среды емкость аккумулятора увеличивается, а при понижении температуры – уменьшается. Рисунок ниже демонстрирует влияние температуры на доступную емкость гелевых аккумуляторов.

Зависимость емкости от температуры окружающей среды при различных токах разряда

Температура окружающей среды является важным фактором, влияющим на срок службы аккумуляторов. При повышении температуры увеличивается скорость коррозии пластин, вследствие чего уменьшается срок службы. На рисунке ниже показана зависимость срока службы гелевых аккумуляторов от температуры окружающей среды.

Зависимость срока службы в буферном режиме от температуры окружающей среды

Свинцово-кислотные аккумуляторы обладают саморазрядом, вследствие чего при хранении их доступная емкость со временем уменьшается.
Этот процесс описан графиком на рисунке:

Зависимость емкости от времени хранения

Если аккумуляторы хранились в течение длительного периода времени, необходимо перед пуском в эксплуатацию провести их подзарядку.
При сроке хранения до 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 4-6 часов постоянным током 0,1 СА, либо 15-20 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.
При сроке хранения свыше 6 месяцев подзарядка должна осуществляться в течение 8-10 часов постоянным током 0,1 СА, либо 20-24 часов постоянным напряжением 2,40 В/эл-т.

Рекомендации по монтажу:

Аккумуляторы предназначены для установки на изолированных стеллажах или в специальных батарейных шкафах в вертикальном положении. Допускается установка аккумуляторов в горизонтальном положении при вертикальном расположении пластин. Помещения не требуют принудительной вентиляции.
Если отнивелированность элементов не обеспечивается непосредственно самим способом установки, то необходимо с помощью чалика (нивелировочного шнура) отнивелировать элементы. Расстояние между соседними боковыми стенками двух моноблоков (монтажная длина) задается длиной перемычек. При относительно длинных рядах монтируемых моноблоков рекомендуется начинать нивелировку монтажной длины с середины монтируемого ряда моноблоков, для того чтобы можно было в оба конца сглаживать набегающие допуски. Рекомендуемая минимальная величина воздушного зазора между аккумуляторами составляет от 5 до 10 мм.
Взаимоподключение единичных аккумуляторов осуществляется с помощью жестких изолированных перемычек, которые привинчиваются к полюсам или гибких кабельных перемычек. Перемычки привинчиваются с помощью динамометрического ключа. Осуществлять следующий крутящий момент 20 Нм ± 1 Нм.

Если используются две или более групп батарей, соединенных параллельно, то провода, кабели и шины, посредством которых эти батареи подключаются на нагрузку, должны быть одинаковой длины и обладать одним и тем же сопротивлением.

Последовательность монтажа аккумуляторов в батарею:

Соедините положительную клемму первого аккумулятора с отрицательной клеммой второго аккумулятора. Таким образом, соедините все аккумуляторы в группе (под группой понимается набор аккумуляторов на одном ярусе или в одном ряду стеллажа).
Соедините аналогично п.1 аккумуляторы в остальных группах (если таковые имеются).
Подключите «земляной» вывод зарядного устройства или нагрузки к отрицательной клемме (если «земля» – отрицательная) последнего аккумулятора или последней группы.
Если имеются группы, соедините их между собой, начиная с последней (подключенной к «земляному» выводу).

В заключение, подключите положительную клемму первого аккумулятора или первой группы к положительному выводу зарядного устройства или нагрузки.
После окончания монтажных работ аккумуляторы необходимо пронумеровать, а наружные поверхности клемм, перемычек и узлов соединения смазать тонким слоем технического вазелина или синтетического солидола.

Рекомендации по эксплуатации:

Свинцово-кислотные гелевые аккумуляторы предназначены для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией, в том числе в помещении с технологическим оборудованием и обслуживающим персоналом, при температуре от -20°С до +60°С. Диапазон температуры хранения аккумуляторов от –35°С до +60°С.
Аккумуляторы поставляются предприятием-изготовителем в заряженном состоянии, заполненные электролитом и готовыми к эксплуатации.
Не рекомендуется установка аккумуляторов вблизи источников тепла. Поскольку аккумуляторы могут генерировать воспламеняющиеся газы, запрещается их установка вблизи оборудования, которое может давать электрический разряд в виде искр.

Запрещается установка и эксплуатация аккумуляторов в атмосфере, содержащей пары органических растворителей или адгезивов или контакт с ними.
Чтобы максимально повысить срок службы аккумуляторов, среднее значение тока пульсаций любого происхождения, протекающего через аккумулятор, не должно превышать 0,1 СА, а стабилизация зарядного напряжения должна быть в пределах 1%.
Очистку корпуса аккумуляторов всегда рекомендуется производить с помощью кусочка ткани, смоченного водой. Никогда не используйте для этих целей масла, органические растворители, такие как бензин, разбавители для краски и др.
Запрещается разбирать аккумулятор. В случае попадания электролита в глаза или на кожу, необходимо сразу промыть пораженный участок сильной струей чистой проточной воды и немедленно обратиться к врачу.
Прикосновение к токопроводящим частям аккумулятора может повлечь за собой электрический удар. Работу по проверке или обслуживанию аккумуляторов необходимо проводить в резиновых перчатках.
Использование разнородных аккумуляторов (различных емкостей, с различной историей применения, различной давностью изготовления и происходящих от разных изготовителей), может нанести ущерб, как самой батарее, так и связанному с ней оборудованию.

---

Гелевые аккумуляторные батареи можно купить в интернет-магазине Реалсолар:

Аккумулятор Delta
GEL 12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Delta
GEL 12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-100

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 100Ач 12В

Аккумулятор Парус Электро
HMG-12-200

Гелевая необслуживаемая аккумуляторная батарея,
емкость 200Ач 12В

Емкость, напряжение, токоотдача аккумулятора

Качество аккумуляторных батарей (АКБ), используемых в страйкбольных приводах определяется такими параметрами, как тип (принцип действия химической реакции), емкость, напряжение и токоотдача.

О типах АКБ можно почитать здесь, а в данной статье мы расскажем об остальных важных параметрах.

Емкость аккумуляторных батарей

Емкость АКБ измеряется в мА/ч (миллиампер часы) и выражает то, сколько энергии может отдать тот или иной аккумулятор для обеспечения работы мотора.

1 ампер-час — это электрический заряд, который проходит через поперечное сечение проводника в течение одного часа при наличии в нём тока силой в 1 ампер.

Применительно к страйкболу можно сказать, что емкость АКБ влияет на количество выстрелов, которое мы можем сделать до того, как аккумулятор сядет. Иными словами, чем выше емкость аккумуляторной батареи, тем дольше мы сможем играть.

Емкость доступных к покупке аккумуляторных батарей для использования в приводе начинается где-то от 1000-1100 мА/ч и заканчивается в районе 5000 мА/ч.

На емкость АКБ напрямую влияет температура окружающей среды и если она достигает определенных минусовых значений, то емкость может теряться существенно быстрее, чем при работе в комфортной температурной среде.

Большая емкость всегда означает либо более объемные элементы питания, либо их бОльшее количество, соединенное параллельно. То есть, чем больше емкость аккумулятора, тем больше его размеры. Так как место под размещение аккумулятора всегда ограничено, нужно соотносить размер желаемого аккумулятора и возможность его установки в свой привод.

При прочих равных условиях можно смело утверждать, что чем больше емкость аккумулятора, тем лучше!

Вольтаж (напряжение) аккумуляторных батарей

Вольтаж (оно же напряжение) измеряется в вольтах и напрямую влияет на то, как быстро будет вращаться мотор. Иными словами — чем выше вольтаж, тем выше скорострельность привода и наоборот. 

Напряжение зависит от типа АКБ и количества банок в нем, а также от того, как эти банки соединены, последовательно или параллельно. Последовательное соединение суммирует вольтаж элементов, а параллельное суммирует их емкость. 

В зависимости от типа АКБ, его банки будут иметь разный номинальный вольтаж, например:

• NiMh и NiCd — 1.2В на банку
• Li-Po — 3.7В на банку
• Li-Ion — 3.6В на банку
• LiFePo4 — 3.3В на банку

Стандартная совокупная емкость аккумуляторной батареи обычно варьируется между 7,4 вольт до 11,1 вольт. Если вы стремитесь к повышенной скорострельности, то выбирайте батареи повышенным с вольтажом.

Однако стоит помнить, что повышеная скорострельность вызывает дополнительные нагрузки на систему и поэтому недостаточно просто купить и установить мощную батарею. Мотор, проводка и шестерни также должны тянуть возросшую нагрузку.

Имейте также ввиду, что высокая скорострельность и мощность обычно взаимоисключающие понятия.

Токоотдача (разрядный ток)

Разрядный ток (или токоотача) — это величина, определяющая, какой максимальной силы ток данной батареи может выдавать под кратковременной или длительной нагрузкой. 

Токоотдача выражается произведением емкости и значения «С». Например, АКБ с емкостью 2200мАч и токоотдачей 25\50С, будет выдавать 2200*25*0,001=55А под постоянной нагрузкой и вдвое больше под кратковременной (при кратковременной нагрузке не будет играть роли эффект просадки).

Сила выдаваемого тока напрямую влияет на то, какой крутящий момент сможет развить мотор. Поэтому часто говорят, что АКБ с высокой токоотдачей очень полезны для высоких тюнингов.

© «Планета Страйкбола», 2018 
Частичная или полная публикация материала без указания авторства запрещена.

Аккумулятор iPhone и производительность — Поддержка Apple

При низком уровне заряда аккумулятора, более высоком химическом возрасте или более низких температурах пользователи с большей вероятностью столкнутся с неожиданными отключениями. В крайних случаях отключения могут происходить чаще, что делает устройство ненадежным или непригодным для использования. Для iPhone 6, iPhone 6 Plus, iPhone 6s, iPhone 6s Plus, iPhone SE (1-го поколения), iPhone 7 и iPhone 7 Plus iOS динамически управляет пиками производительности, чтобы предотвратить неожиданное выключение устройства, чтобы iPhone все еще мог работать. используемый.Эта функция управления производительностью специфична для iPhone и не применяется к другим продуктам Apple. Начиная с iOS 12.1, iPhone 8, iPhone 8 Plus и iPhone X включают эту функцию; iPhone XS, iPhone XS Max и iPhone XR включают эту функцию, начиная с iOS 13.1. Влияние управления производительностью на эти новые модели может быть менее заметным из-за их более совершенного аппаратного и программного обеспечения.

Это управление производительностью работает на основе комбинации температуры устройства, состояния заряда аккумулятора и импеданса аккумулятора.Только в том случае, если этого требуют эти переменные, iOS будет динамически управлять максимальной производительностью некоторых компонентов системы, таких как ЦП и графический процессор, чтобы предотвратить неожиданные отключения. В результате рабочие нагрузки устройства будут самоуравновешиваться, что позволит более плавно распределять системные задачи, а не увеличивать резкие скачки производительности сразу. В некоторых случаях пользователь может не заметить никаких различий в ежедневной производительности устройства. Уровень воспринимаемых изменений зависит от того, насколько управление производительностью требуется для конкретного устройства.

В случаях, когда требуются более экстремальные формы управления производительностью, пользователь может заметить такие эффекты, как:

• Более длительное время запуска приложения
• Пониженная частота кадров при прокрутке
• Затемнение подсветки (можно отключить в Центре управления)
• Уменьшить громкость динамика до -3 дБ
• Постепенное снижение частоты кадров в некоторых приложениях
• В самых крайних случаях вспышка камеры будет отключена, как видно в пользовательском интерфейсе камеры
• Приложения, обновляющиеся в фоновом режиме, могут потребовать перезагрузки при запуске

Эта функция управления производительностью не влияет на многие ключевые области.Некоторые из них включают:

• Качество сотовой связи и пропускная способность сети
• Качество снятых фото и видео
• Характеристики GPS
• Точность определения местоположения
• Датчики, такие как гироскоп, акселерометр, барометр
• Apple Pay

При низком заряде аккумулятора и более низких температурах изменения в управлении производительностью являются временными. Если аккумулятор устройства химически состарился достаточно долго, изменения в управлении производительностью могут быть более длительными.Это связано с тем, что все аккумуляторные батареи являются расходными материалами и имеют ограниченный срок службы, и в конечном итоге их необходимо заменить. Если это повлияло на вас и вы хотите повысить производительность своего устройства, замена аккумулятора устройства может помочь.

coconutBattery 3.9.3 — от coconut-flavour.com

Эта политика конфиденциальности описывает, как этот веб-сайт собирает, использует, раскрывает, передает и хранит вашу информацию.

Журналы сервера

Провайдер этого веб-сайта регистрирует и сохраняет данные, отправленные вашим браузером.
Эти данные содержат тип и версию браузера, операционную систему, веб-сайт, с которого система получает доступ к этому веб-сайту, дату и время доступа. Данные будут автоматически удалены через 365 дней.
Ваш IP-адрес анонимный.

Matomo

Этот веб-сайт использует программное обеспечение с открытым исходным кодом «Matomo» для отслеживания активности пользователей. Данные (тип и версия браузера, операционная система, веб-сайт, с которого система доступа попадает на этот веб-сайт, дата и время доступа или аналогичные информация) используется для создания статистики о наиболее часто используемых операционных системах, наиболее загружаемых версиях программного обеспечения и источнике вашего посещения.Данные будут автоматически удалены через 365 дней.
Программа настроена на анонимность ваш IP-адрес

Также программное обеспечение настроено на уважение ваших браузеров «не отслеживать» настройку .

Файлы cookie

Этот веб-сайт не использует файлы cookie.

Проверка обновления программного обеспечения

Если вы активировали в программе «Автоматически проверять наличие обновлений», она автоматически вызывает веб-сайт через определенные промежутки времени.Этот доступ обрабатывается так же, как и доступ через веб-браузер.

coconutBattery Online

Если вы используете онлайн-сервис coconutBattery Online, анонимная информация о батарее отправляется на этот сервер. Этот доступ обрабатывается так же, как и доступ через веб-браузер.

Контакты

Если у вас есть какие-либо вопросы об этой политике конфиденциальности, свяжитесь со мной по телефону
privacy (at) coconut-flavour.com

Ученые обнаружили причину того, что батареи со временем теряют емкость: нанокристаллы!

Этот сайт может получать партнерские комиссии за ссылки на этой странице. Условия эксплуатации.

В борьбе за разработку более совершенных аккумуляторов больше всего внимания уделяется общей емкости — мы удивляемся, когда новый смартфон наполняется еще на несколько миллиампер-часов.Однако емкость — ничто без долговечности, позволяющей выдержать большое количество повторяющихся циклов зарядки. Даже самые современные литий-ионные батареи по-прежнему теряют емкость с возрастом, и нет никакого способа предотвратить это, пока мы не узнаем причину, что возможно благодаря двум новым исследованиям Министерства энергетики США. Эти исследования указывают на крошечные наноразмерные кристаллы как на виновников снижения емкости с течением времени.

Ключом к разгадке этой тайны было тщательное и непосредственное наблюдение за материалом катода и анода, используемым в современных батареях.Ученые уже определили эти компоненты как место возрастной эрозии батареи, но конкретный механизм не был ясен. Команда из Брукхейвенской национальной лаборатории использовала очень чувствительный просвечивающий электронный микроскоп (ТЕМ), чтобы наблюдать изменения в высококачественных анодах из оксида никеля, когда они неоднократно заряжались и разряжались.

Эксперимент показал, что когда ионы лития проходят через катоды и аноды, они медленно застревают в ионных каналах из-за реакций с оксидом никеля с образованием мелких кристаллов (по сути, накопления солей).Эти кристаллы изменяют структуру батареи и заставляют другие ионы двигаться менее эффективно, что снижает полезную емкость. Удивительно, но деградация, наблюдаемая командой Брукхейвена, не следовала какой-либо заметной закономерности, по крайней мере, сначала.

Основная причина недостатков литий-ионной батареи в том, что ее компоненты несовершенны. Материалы анода и катода, независимо от того, насколько тщательно они сконструированы, имеют незначительные дефекты, которые служат местом зарождения кристаллов.Это немного похоже на нагрев воды в совершенно гладкой емкости по сравнению с емкостью с разрывами на поверхности. Пузырькам нужна какая-то неоднородность, чтобы они могли образоваться, и то же самое с нанокристаллами в батареях. Команда называет это щелью в броне анода. Если есть место для образования кристаллов, они будут.

Во втором исследовании Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии Министерства энергетики рассматривалось влияние скорости и емкости заряда на аккумуляторы, но больше внимания уделялось катоду.Это исследование показало, что гонка за батареями с более высокой плотностью на самом деле может нанести ущерб долговечности — чем больше батарея и быстрее она заряжается, тем меньше циклов вы получите, прежде чем нанокристаллизация начнет на нее влиять.

Итак, если мы не можем просто предотвратить образование этих нанокристаллов, есть ли способ обратить процесс вспять или хотя бы замедлить его? Возможно, удастся обработать компоненты батареи осаждением атомов, чтобы заполнить наночастицами как можно больше крошечных зазоров и дефектов.Это, по крайней мере, замедлит образование засоров в ионных каналах. Даже если это не решит проблему полностью, это может позволить инженерам продолжать наращивать плотность энергии, не жертвуя при этом долговечностью. Тщательное изучение структуры этих кристаллов может даже привести к способам их разрушения, чтобы оживить старые батареи.

Это исследование может оказаться более важным, чем усилия по увеличению емкости аккумуляторов для питания более быстрого оборудования — во многих случаях срок службы продукта определяется тем, сколько циклов может выдержать аккумулятор.Это становится еще более важным, поскольку компании все чаще используют несъемные батареи в ноутбуках, смартфонах и планшетах, еще раз напоминая нам о том, что мы действительно рабы электричества.