En av de mest användbara elektroniska enheterna som är tillgängliga för oss är också en av de vanligaste. Det moderna batteriet finns med i så många av våra favorittekniker som du nästan kan förlåtas för att inte spendera tid att lära sig om sina arbeten.
Men tiden har nu kommit för dig att utöka din kunskapsbas genom att förstå hur smarttelefonen i fickan är driven Håll din Android batteri hälsosam med dessa tips Håll din Android batteri hälsosam med dessa tips Program och appar kan bara gå så långt - vad sägs om hur man laddar och laddar ur batteriet? Lär dig alla knep här. Läs mer, vad är de vanliga batterisorterna och vad du kan göra för att förlänga deras livslängd Hur man ökar livslängden på ditt bärbara batteri Hur man ökar livslängden på ditt bärbara batteri En bärbar dator med kort batteritid är en olägenhet, speciellt när du är på vägen och ingenstans nära en eluttag. För att göra varje enskild laddning av batteriet längre, kan du läsa om ... Läs mer.
En kort historia av batterier
Alessandro Volta visade det första fungerande elektromagnetiska batteriet 1800. Hans stapel koppar- och zinkplattor åtskilda av koksaltvattnade pappersskivor gav en jämn spänning för en "rimlig" tid. Detta var känt som en voltaisk hög och var föregångaren till en generation av batteridriven experimentering.
År 1836 standardiserade John Frederic Daniell batteriets design. En kopparkanna fylld med kopparsulfatlösning nedsänkt i en osläckt keramikbehållare fylld med svavelsyra och en zinkelektrod blev de facto-batteristandarden, som presenteras över otaliga elektriska telegrafnät.
Snabbspolning till Oxford University, 1979. John Goodenough och Koichi Mizushima demonstrerade en fungerande laddningsbar cell med ett 4 voltsintervall som använde litium koboltoxid som positiv elektrod och litiummetall som negativ. Litiumcellens föregångare, som vi känner till, föddes - men kommersialiserades 1991 endast av Sony och Asahi Kasei i sina bärbara elektroniska enheter.
Vad är ett modernt batteri?
Vi använder termen modernt batteri för att beskriva de elektrokemiska celler som driver våra bärbara teknikanordningar. Batterierna faller i två vanliga kategorier:
- Engångsbruk: Engångsbatterier med elektroder som förändras irreversibelt under användning.
- Uppladdningsbara: Återanvändbara batterier med elektroder som återställs av omvänd ström.
De flesta moderna bärbara elektronikerna har ett litiumbaserat batteri, den vanligaste av vilken litiumjon ( Li-ion ) cell. Du kan också stöta på en litiumpolymer ( Li-Po ) -cell som har samma elektrokemiska smink och allmän kemi som sin motsvarighet, men kostar mer att göra och har en lägre energitäthet.
Likväl är Li-Po-batterier fortfarande populära på grund av deras lätta, flexibla mönster och deras förbättrade driftsförmåga vid högre och lägre temperaturer, vilket Li-ion kan kämpa med.
Li-jonbatterier innehåller vanligtvis en interkalierad litiumförening, såsom litiumkoboltoxid (LiCoO 2 ) som en elektrod, grafit för det andra och ett organiskt lösningsmedel som en elektrolyt. Denna förening används på grund av sin höga energitäthet och långsam laddningsavgift när den inte används, och kräver ingen minnescykel för att förlänga batteriets livslängd Kalibrera och underhålla ditt MacBook-batteri för bästa prestanda Kalibrera och underhåll ditt MacBook-batteri för bästa Prestanda Om du kalibrerar och underhåller ditt MacBook-batteri korrekt kan du förbättra prestanda och stänga av det så länge som möjligt. Läs mer .
Alla litiumbaserade batterier innehåller en trycktemperaturkoefficient. Detta är en felsäker strömbrytare eller sensor som är konstruerad för att hålla batteriet från överhettning vid extrema förhållanden eller överanvändning. En process som vanligtvis gör batteriet värdelöst genom att permanent skada kemiska föreningar som gör laddning / urladdningsprocessen möjlig.
Laddningsprocessen
Litiumbaserade batterier har blivit det bärbara teknologibatteriet på grund av sin höga energitäthet och uppladdningsbara egenskaper. Ny batteriteknologi laddas på två minuter, håller tjugo års ny batteriteknik laddad på två minuter, stannar tjugo år. Det finns en ny batteriteknik på horisonten, och det är en bra chans att det kommer att förändra hur du använder dina enheter Läs mer.
Under laddningsprocessen rör litiumjoner genom elektrolyten från den positiva litium koboltoxidelektroden till den negativa grafitelektroden. När urladdningen eller i bruk flyttas joner tillbaka genom elektrolyten, från negativ till positiv. Denna process sker vid en relativt hög spänning - 3, 7 volt jämfört med ett alkaliskt AA-batteri på 1, 5 volt - varför litiumbaserade batterier har blivit den bärbara strömkällan som valts för många konsumentelektronik.
Litiumbaserade batterier ingår också som en del av större batteripaket De 6 bästa säkerhetskopieringsbatterierna för att förlänga telefonens speltid De 6 bästa säkerhetskopieringsbatterierna för att förlänga telefonens uppetid Ett batteri är ett av de bästa sätten att ladda telefonen i en nödsituation . Här är några bärbara kraftbanker som kan vara precis vad du behöver. Läs mer, till exempel ett bärbar dator batteri. Dessa batterier har ett antal litiumjonceller bundna i en större komponent och kommer att innehålla ett antal ytterligare komponenter:
- Temperaturgivare : Sensorövervakningstemperaturen inuti förpackningen i ett försök att bibehålla säkerheten och livslängden hos cellerna.
- Spänningsregulator : Sensor och krets för övervakning och reglering av effekten / kapaciteten hos varje cell i paketet
- Batteriladdningsstatus : Sensor som informerar operativsystemet om aktuellt laddningstillstånd (t.ex. 47% full)
- Connector : Pack-kontakt för bärbar dator, märkesspecifik.
Litiumbaserade batterier kan utföra tusentals laddnings- / urladdningscykler innan cellkvaliteten börjar försämras, men det finns flera sätt att förstöra ditt batteri, vilket kan leda till att du riskerar att gå i fara.
Batterihushållning
Den positiva elektroden som finns i de flesta litiumbaserade batterierna, LiCoO 2, kan uppvisa ett antal faror om cellen skadas. Till skillnad från ett antal andra batterier kan kompromisser med den brandfarliga, trycksatta föreningen ge extrema resultat. För att mildra detta är litiumbaserade battericeller föremål för ett antal säkerhetsprov, varav många är strängare än sina syrabaserade motsvarigheter.
Värme
Det har förekommit ett antal fall av litiumbaserade batterier som antänds vid extrema värmeförhållanden. Batterier med värmevärde kombinerat med ytterligare, oväntat tryck eller kortslutning kan "explodera" lämnar ett förstört batteri Apple erbjuder gratis ersättning för 1: a generationen iPod Nano [Nyheter] Apple erbjuder gratis ersättning för 1: a generationen iPod Nano [Nyheter] Så sällan som det är för Apple att offentligt erkänna ett fel, är det här för stort för att förbise. Enligt Apple kan batterierna i några första generationens iPod nanos överhettas och bli en ... Läs mer och, oftast inte, en skadad bit av bärbar teknik.
Varje litiumbaserat batteri har en inbyggd separator som finns i cellen. Detta skiljer mellan de positiva och negativa elektroderna under laddning / urladdningsprocessen. Om denna separator blir perforerad eller skadad, finns det en chans att elektroderna kan göra kontakt. Detta medför att batteriet upplever en snabb förstärkning i värme som kan leda till explosion.
Batteriet har en ventilationsmekanism för att förhindra en sådan händelse men i slutändan förblir risken för en explosiv reaktion på grund av den kemiska föreningens utblåsning fortfarande beroende på värmen som alstras av den kemiska reaktionen.
Utsläppsvärden
Litiumbaserade batterier föredrar en partiell urladdning Så här gör du telefonens batteri senast och håller mer juice Så här gör du telefonens batteri senast och håller mer juice Batterilivslängden är en av dagens största elektronikens största kamp. Smartphones, surfplattor och bärbara datorer handlar om allt - så vad kan du göra för att maximera den tid du får per laddning? Läs mer, snarare än "djup" eller "full". De har inget laddminne så en partiell urladdning påverkar inte framtida prestanda.
En "djup" urladdning, dvs helt uttömande av batteriet, kommer att leda till att spänningen på ett litiumbaserat batteri faller och kan resultera i ett permanent skadat batteri.
Åldrande Process
Litiumbaserade batterier åldras. Deras maximala livslängd antas vara mellan 2-4 år Vad ska du göra om din bärbara eller Tablet-batteri inte laddar Vad ska du göra om din bärbara eller Tablet-batteri inte laddar ibland Vi får en fråga om MakeUseOf Svar på ett batteri som vägrar att ladda. Detta är inte förvånande. Batterier är kända för att bara vara så länge, och dåliga förhållanden kan drastiskt minska livet. Problem ... Läs mer beroende på hur många laddnings / urladdningscykler som upplevs. Det är inte att säga att du bör hålla reda på hur många gånger du använder batteriet eftersom det skulle vara ganska svårt. Men att sätta av med ett nytt batteri och lämna det på hyllan kommer inte att förlänga batteriets livslängd - batteriet kommer bara att vara på samma 2-4 år.
Det är också värt att kolla när ett batteri tillverkades när man köpte en ny bärbar teknisk produkt. Om det har blivit överflödigt i ett lager i ett år, är det ett år med batterilivslängd som redan ebbed bort. Kontakta produkttillverkaren och fråga om ett nytt batteri där det är möjligt.
Det finns moderna batteristyrningsapplikationer som hävdar att de kan ändra den nuvarande accepterade cellförstöringen över tiden, till exempel "batteryOS", en produkt som kommer att lanseras i februari 2015.
Li-Air
Nästa generation av litiumbatterier Batteriteknik som kommer att förändra världens batteriteknologier som kommer att förändra världen Batteritekniken har växit långsammare än andra teknologier och är nu den långa tältpolen i ett svimlande antal industrier. Vad ska framtiden för batteritekniken vara? Läs mer kommer att innehålla litium-luftkemi, vilket möjliggör extremt hög energidensitet i alltmer lätta mönster. Li-Air-batterier får en energitäthetsfördel framför sina traditionella motsvarigheter genom att använda rikligt syre för att inducera strömflöde, istället för att lagra den erforderliga kemiska oxidatorn internt.
Tyvärr är forskning fortfarande nödvändig inom ett antal viktiga områden innan en kommersiellt fungerande Li-Air-produkt kommer att presenteras i våra bärbara enheter.
Har detta hjälpt dig att förstå batterierna i dina bärbara enheter? Låt oss veta vad du tycker nedan!
Bildkrediter: Batterier via Wikimedia Commons, Voltaic Pile via Wikimedia Commons, Lithium-Ion Battery via Wikimedia Commons, Lithium-Polymer Battery via Wikimedia Commons, 3GS med brutet batteri via Wikimedia Commons, Tomt Batteri via Pixabay, Batteri Energitäthet via Wikimedia Commons