Рубрика: Електроживлення

Каким бы качественным не был смартфон, от незапланированного брака или же простой поломки не огражден никто. При этом если выход из сторя элементов вроде кнопок, экрана или даже камеры не несет в себе особого вреда, то вот аккумулятор — вещь довольно опасная. Ведь все мы помним не самую приятную историю со смартфонами Galaxy Note. Однако лучшие умы человечества не стоят на месте и недавно разработали технологию, которая уменьшит вероятность выхода из строя аккумуляторов к минимуму.

Почему батареи смартфонов взрываются?

В настоящее время в большинстве гаджетов используются литий-ионные аккумуляторы. Они состоят из электродов, расположенных в герметичном корпусе. Переносчиком заряда в них являются положительно заряженные ионы лития (логично, не так ли?). Кроме этого, в конструкции аккумуляторов есть и электронные компоненты. Самый распространенный — контроллер питания, который защищает от скачков напряжения, перегрева и «перезарядки» (то есть когда батарея накопила максимальный заряд ток просто перестает поступать). Контроллер питания способен отключать батарею в случае опасности. Взрыв может произойти из-за неисправности контроллера, но это не основная причина.

Самым опасным элементом в конструкции аккумулятора является электролит, но сам по себе он взрываться не будет. Если батарея повреждена физически или перегрета, либо же с ней произошло что-то еще, что смещает равновесие внутренней среды, в батарее образуются микроскопические нити лития. Как сообщает издание Nature Nanotechnology, из-за возникновения этих нитей внутри литий-ионных аккумуляторных батарей происходят короткие замыкания. Они постепенно разогревают электролит до температуры в примерно 1000 градусов и со временем электролит начинает переходить в газообразное состояние, образуя пузырьки горячего газа. Когда этого газа становится слишком много — происходит взрыв.

Мы не просто хотели подавить рост отдельных нитей, но и понять, что именно вызывает их возникновение, говорит ведущий автор работы доктор Чунминь Ван, работающий в Национальной лаборатории в Ричмонде. Я надеюсь, что наше открытие заставит все сообщество иначе взглянуть на эту проблему и найти новые пути для борьбы с ней.

Дальнейшие наблюдения показали, что нити лития растут на катоде и при определенных условиях двигаются в сторону анода со скоростью до 250 нанометров в секунду. Это зависит от структуры кристаллов лития и устройства поверхности самих электродов. То есть хоть процесс «закипания» электролита происходит довольно стремительно, но сам момент формирования нитей весьма небыстрый.

Таким образом ученые предлагают изменить конструкцию аккумуляторов. Либо поменяв расположение электродов таким образом, чтобы предотвратить образование нитей. Либо же установив внутрь литий-ионных аккумуляторов датчики, которые будут фиксировать изменение электролитного состава и рост нитей из лития. Это позволит вовремя выявить проблему и произвести замену аккумулятора, не рискуя жизнью и здоровьем пользователей. Источник

В настоящее время ведется интенсивный поиск новых материалов и технологий, которые могут перевести современные аккумуляторные батареи на качественно новый уровень. Благодаря этому, некоторое время назад была найдена технология изготовления литий-углекислотных батарей, которые, в перспективе, могут обеспечить минимум в семь раз большую плотность хранения энергии, чем современные литий-ионные батареи. И недавно, группе исследователей из университета Иллинойса в Чикаго удалось создать первую такую полностью перезаряжаемую батарею, которая способна выдерживать 500 циклов заряда-разрядки.

Отметим, что около года назад подобные исследования были выполнены специалистами Массачусетского технологического института. Однако, полученные ими результаты можно считать успешными с большой натяжкой, созданная ими литий-углекислотная батарея приходила в полную негодность уже после 10 циклов, а причиной этому слало нарастание нерастворимых соединений и чистого углерода на катализаторе во время зарядки батареи. Этот материал блокирует продвижение углекислого газа к катализатору и вызывает разложение электролита, если батарея находится полностью в заряженном состоянии.

Ученым же из Чикаго удалось найти и использовать новый тип электрохимической реакции, в котором задействован дисульфид молибдена (молибденит), включенный в состав катода-катализатора. Также важной частью новой аккумуляторной батареи стал гибридный электролит на базе ионной жидкости и раствора диметил-сульфоксида.

Такая комбинация упомянутых выше двух компонентов приводит к тому, что во время зарядки батареи вырабатывается сложное химическое соединение, а не отдельные простые соединения и элементы, как чистый углерод. Это, в свою очередь, позволяет избежать появления нежелательных осадков на поверхности катализатора, что позволяет этой батарее выдержать 500 циклов, что сопоставимо с аналогичным показателем литий-ионных аккумуляторов.

«Созданная нами комбинация уникальных материалов позволила нам изготовить первую нейтральную литий-углекислотную батарею, обладающую высокой эффективностью и продолжительным сроком службы» — пишут исследователи, — «Параметры новой батареи делают ее идеальным кандидатом для использования в крупномасштабных системах аккумулирования энергии, используемых в энергетике, электрическом транспорте и т.п.».

Отметим, что созданная исследователями литий-углекислотная батарея является лишь опытным образцом, демонстрирующим работоспособность заложенных идей, которому еще очень далеко до коммерческого воплощения. Но в любом случае, эта технология может позволить в будущем использовать в нужных людям целях углекислый газ, которого со временем скапливается в атмосфере нашей планеты все больше и больше. Источник

В конце прошло месяца китайский гигант Xiaomi анонсировал не только смартфоны Mi 9 Pro 5G и Mi Mix Alpha, но еще и универсальную мобильную батарею Mi Powerbank 3. Модель обзавелась поддержкой 50-ваттной быстрой зарядки. Сегодня недавняя новинка поступила в продажу.

Модель оборудована парой портов USB Type-A и одним USB-C. Последний разъём можно использовать для зарядки как телефонов, так и ноутбуков. Для подзарядки носимых гаджетов предусмотрены режимы зарядки с небольшой мощностью. Xiaomi Mi Powerbank 3 способен не только отдавать большую мощность, но и принимать тоже. По словам производителя заряжается примерно за 5 часов. Павербанк поступил в продажу по цене в эквиваленте около 40 долларов. Источник

Немецкий поставщик комплектующих и технологий для автомобилей Robert Bosch начинает производство автомобильных чипов на основе карбида кремния (SiC), чтобы снять проблемы с небольшим запасом хода электромобилей, из-за которых многие водители пока не спешат переходить на этот вид транспорта.

Замена чипов с подложкой из кремния на изготовленные с применением карбида кремния, обладающего меньшим сопротивлением, позволит повысить мощность и дальность пробега электромобилей.

«Карбид-кремниевые полупроводники повышают мощность электромобилей. Для автомобилистов это означает увеличение дальности пробега на 6 %», — заявил в понедельник член правления Bosch Харальд Крогер (Harald Kroeger).

По словам Крогера, Bosch будет производить чипы на основе карбида кремния на своём заводе в Ройтлингене, находящемся невдалеке от штаб-квартиры компании в Штутгарте.

Весьма необычный резервный аккумулятор анонсировала китайская компания Xiaomi: показанное на фотографиях устройство получило название MIX Charger. Новинка оборудована встроенной батареей ёмкостью 5000 мА·ч. Об уровне её заряда информируют светодиодные индикаторы, расположенные на металлическом корпусе чёрного цвета.

Для подключения гаджетов доступны три разъёма: это два порта USB Type-A и симметричный порт USB Type-C. Последний поддерживает быструю 18-ваттную подзарядку.

Главная особенность новинки — наличие стандартной розетки. MIX Charger можно подключить к электросети, а затем вставить в розетку на корпусе, скажем, вилку от блока питания портативного компьютера. Среди прочего упомянута защита от поражения электрическим током.

Приобрести резервный аккумулятор Xiaomi MIX Charger можно будет по ориентировочной цене 22 доллара США. Информации о сроках начала поставок на данный момент, к сожалению, нет. 

Начиная с iPhone 8, Apple стала внедрять в свои устройства беспроводную зарядку по открытому стандарту Qi (правильно читается как «Ци»). Большие компании и мелкие фирмы начали производить как отдельные зарядки, так и другие устройства (настольные лампы, например) с возможностью подзарядить телефон. Даже Apple хотела выпустить свою зарядку AirPower, но что-то пошло не так.

Так действительно беспроводная зарядка хороша и удобна, и нам просто обязательно необходимо на неё перейти? Или это просто очередной маркетинговый ход, направленный на дополнительную прибыль компаний-производителей устройств? Давайте посмотрим.

Статья содержит субъективное мнение автора, приправленное оценочными суждениями, всеми видами иронии, сарказмом, гиперболами, метафорами и специфическим юмором.

Плюсы беспроводной зарядки

• Удобство и эстетика. Главный плюс, ради которого все и покупают пачки беспроводных зарядок — это удобство. Не надо никакие провода постоянно вставлять в разъём. Особенно это раздражает в машине, когда на ходу нужно попасть в разъём. Ещё и кабель этот постоянно валяется. То ли дело беспроводная. Пришёл на работу или домой, кинул телефон на подставку — зарядка пошла.
  Если снарядить такими зарядками все места, где можно положить телефон (рабочее место, прикроватную тумбочку, машину) и приучить себя постоянно размещать на них iPhone, то вы вообще забудете про разряженный телефон. Постоянно, пока ваше устройство бездействует, оно будет подзаряжаться. Удобно? Конечно. Для любителей слушать музыку в проводных наушниках беспроводная зарядка является отличной альтернативой висящему переходнику. Наконец-то можно одновременно заряжать телефон и слушать трансляцию презентации Apple в наушниках. Просто магия какая-то.
• Совместимость. Второй жирный плюс, который обрадовал всех пользователей смартфонов. Больше нет проблем с зарядкой смартфона в общественных местах — Qi-зарядка универсальна и подходит для любых смартфонов. Lightning у вас в смартфоне или USB-С — вообще всё равно. Кидаете свой Xiaomi Mi 8 SE или iPhone 11 Pro Max на специальный коврик в кафе — и заряжаете телефон, пока «подзаряжаетесь» сами. Больше не нужно просить у официантов зарядный кабель или таскать свой.Меня, например, такая зарядка выручила в Риге, когда вышел из гостиницы без кабеля. Телефон садился, а в кафе на столах были расставлены Qi-зарядки. Пока пил кофе, удалось подзарядить телефон, чтобы ещё пофотографировать красоты Старого Города. Кроме того, вам не нужно будет вставлять в свой iPhone незнакомые кабели, что может быть небезопасно.

Минусы беспроводной зарядки

• Низкая скорость зарядки. Беспроводная зарядка «насыщает» энергией аккумулятор вашего смартфона значительно медленнее, чем проводное соединение. Тут дело в низком КПД самого способа передачи энергии и малой мощности устройства. У беспроводной зарядки коэффициент полезного действия около 80%, когда у проводной 95-98%. Сделать зарядку мощнее, чем проводную, невозможно из-за опасности сильного электромагнитного излучения для здоровья человека. Кроме того, тогда в зарядке пришлось бы разместить мощный трансформатор. Не самое изящное решение. Единственный вариант хоть как-то ускорить процесс — использовать зарядный адаптер мощнее, например, от iPad. Со стандартным от iPhone ваш смартфон будет заряжаться целую вечность.
• Неудобство в некоторых случаях. Не всегда удобно пользоваться устройством одновременно с беспроводной зарядкой. Держать телефон в руках при наборе текста точно не получится. Ответить на звонок без наушников или громкой связи тоже нельзя..Любителям проводных наушников стоит быть аккуратнее — неловкое движение головой, и ваш телефон слетит с зарядной станции. Да и саму зарядку называть «беспроводной» можно весьма условно. Провод от коврика всё-таки идёт, занимает место на столе и в розетке. Если, конечно, вы не купили какую-нибудь лампу или тумбочку, где беспроводная зарядка идёт бонусом.
• Перегрев устройства. Физика процесса при беспроводной зарядке такова, что в это время телефон греется существенно больше. Особенно если вы при этом будете им пользоваться. Сгореть он, конечно, не сгорит. Но нежными пальцами брать в руки будет некомфортно. Эксперты говорят, что как раз по этом причине Apple отказалась от выпуска своей AirPower. В компании так и не смогли совместить своё представление о внешнем виде устройства с безопасностью его использования.
• Возможны ошибки при зарядке. Одна из самых частых претензий к беспроводным зарядкам — необходимость точно совместить катушки индуктивности в устройствах. Чуть промазали — и зарядка прекратилась. Если оставили телефон заряжаться на ночь, то с утра вполне можете увидеть, что он не зарядился. То ли он чуть выскользнул из нужной зоны из-за вибрации телефона от сообщений, то ли с самой «базой» что-то случилось, но зарядка прекратилась через полчаса после начала. С кабелем такое не произойдёт, если он исправен.
• Несовместимость с некоторыми чехлами. Для беспроводной зарядки необходимо минимизировать расстояние между катушками индуктивности смартфона и «базы», между ними желательно нахождение минимума преград.Ваш шикарный чехол с Губкой Бобом может стать непреодолимой преградой для электромагнитного излучения беспроводной зарядки. И поделать с этим ничего нельзя — остаётся только снимать чехол перед установкой на подставку. Или найти другой. Причём, даже когда у вас два одинаковых внешне чехла, через один зарядка может не идти. Видимо, даже микроны погрешности при изготовлении или материал в таком случае оказывают своё влияние.
• Больше никаких алюминиевых iPhone. И вот это обидно. Беспроводная зарядка забрала у нас алюминиевый корпус iPhone. В 2016 году на заводе Foxconn прошли испытания беспроводных зарядок для iPhone. Выяснилось, что алюминиевый корпус вызывает помехи и делает процесс заряжки крайне настабильным.Да, ещё в 2015 году Qualcomm разработала технологию WiPower, которой металл между катушками не помеха. Но пока это технология не пошла в серию, и мы пользуемся индукционными зарядками. Таким образом, уже несколько лет Apple делает только стеклянные задние панели iPhone. Да, в этом году она матовая. И вряд ли в обозримом будущем мы с вами опять получим приятный металлический iPhone, каким был мой любимый iPhone 5S.
• Стоимость.Чтобы оснастить свою жизнь беспроводными зарядками, потребуется выложить кругленькую сумму. Минимум две настольные подставки: домой и на работу, зарядка в машину, если нет встроенной. Не забудьте про мощные адаптеры питания, одноамперный точно не подойдёт.И не забывайте про стоимость чипов и катушек, установленных в сам iPhone. Цена компонентов, отвечающих за беспроводную зарядку, составляет порядка 9 долларов. Учитывая, что себестоимость устройства после выхода на рынок в конечном счёте была поднята в три раза, за тот самый модуль вы платите около 27 долларов.

Беспроводная зарядка, конечно, технически интересная вещь. Не зря в своё время Никола Тесла потратил столько времени на изучение способов беспроводной передачи электричества. Хотя для меня минусы беспроводной зарядки перевешивают плюсы. Источник