Содержание

Как легко сделать батарейку – МозгоЧины


Снова приветствую всех мозгочинов! Сегодня расскажу вам, как самостоятельно и из подручных материалов сделать батарейку!

 

 

 

Элементы питания типа АА это широко распространенные батарейки цилиндрической формы с номиналом около 1.5В, примерно 49-50мм в длину и 13.5-14.5мм в диаметре. Их просто изготовить самостоятельно, причем само изготовление этой мозгосамоделки может служить отличным наглядным пособием для объяснения детям физико-химических процессов.

 

 

 

Шаг 1: Материалы и инструменты
  • гофрокартон
  • медные плоские шайбы диаметром 10мм – 12шт.
  • цинковые плоские шайбы диаметром 10мм – 14-16шт.
  • термоусадочная трубка
  • дистиллированная вода – 120мл
  • уксус – 30мл
  • поваренная соль – 4 ст.ложки.
  • паяльник и припой
  • чашка для смешивания раствора
  • цифровой мультиметр
  • ножницы
  • наждачная бумага
  • иглогубцы
  • зажигалка или термофен
  • старая АА батарейка для сверки

 

 

 

 

 

Шаг 2: Зачистка шайб

 

 

 

Основа этой самоделки 11 медно-цинковых элементов, которые «выдают» 1. 5В. Медные и цинковые шайбы должны вступать в химические реакции, поэтому очищаем их от окислов, грязи и т.п. Используя мозгошкурку с 100 зерном не просто очищаем шайбы, а начищаем их до блеска.

 

 

 

Шаг 3: Подготовка электролита

 

 

 

 

Медь и цинк создают разность потенциалов, но нужна еще и среда, через которую будут проходить заряды между этими потенциалами. Для электролита в 120мл дистиллированной воды растворяем 4 столовых ложки соли, тщательно все перемешиваем до полного растворения, затем добавляем 30мл уксуса и даем настояться.

 

 

 

Шаг 4: Картон

 

 

 

 

 

 

Чтобы шайбы оставались на расстоянии друг от друга нужно их проложить мозгокартоном, а именно гофрокартоном, пропитанным электролитом. Нарезаем гофрокартон на квадраты со стороной 1см и замачиваем их в электролите, который настаивался не менее 5 минут после добавления уксуса.

 

 

 

Шаг 5: Растягивание трубки

 

 

 

Теперь необходимо немного доработать термоусадочную трубку. Чтобы легче устанавливать в трубку медно-цинковые элементы батарейки, иглогубцами растягиваем саму трубку примерно на 10% от начального диаметра.

 

 

 

Шаг 6: Тестирование

 

 

 

Настало время протестировать наши элементы. На медную шайбу кладем мозгокартон, пропитанный электролитом, а на него цинковую шайбу. Используйте перчатки! Далее включаем мультиметр в режим «постоянные 20В», черным проводом касаемся медной шайбы, а красным – цинковой. Мультиметр должен показать около 0.05-0.15В, этого хватит для создания батарейки из 11 медно-цинковых элементов.

 

 

 

Шаг 7: Сборка батарейки

 

 

 

 

Собираем батарею из подготовленных элементов: медь – цинк – картон. Именно в этой последовательности. См фото.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сначала вставляем в трубку медную шайбу, выравниваем ее перпендикулярно длине трубки, на нее укладываем цинковую шайбу, затем картон и так далее все 11 элементов. Для удобства слегка утрамбовываем элементы пластиковым стержнем.

После установки последней цинковой шайбы сверяем полученную заготовку самоделки со старой стандартной батарейкой типа АА, если нужно добавляем еще одну цинковую шайбу. После подгонки по длине нагреваем трубку, формируя тем самым батарейку, лишние концы обрезаем.

 

 

Шаг 8: Монтаж контактов

 

 

 

 

 

 

Осталось добавить контакты. Нагреваем мозгопаяльник и припаиваем к концам батарейки шарики из припоя. То есть на медный конец напаиваем шарик из припоя, так чтобы при установке в батареедержатель наша самоделка касалась контакта батареедержателя. Затем переворачиваем батарейку и проделываем тоже с цинковым концом.

 

 

 

 

 

Шаг 9: Все готово, применяем!

 

 

 

 

 

 

Самодельный элемент питания готов, пробуем его в действии. Подключаем мультиметр в режиме «постоянные 20В» и замеряем напряжение, должно быть около 1.5В

!! Если напряжение ниже 1.5 В, то попробуйте немного растянуть батарейку, если это не помогает, то возможно вы ошиблись в порядке установки шайб.

Если все в порядке, то устанавливаем батарейку в любимые мозгогаджеты и наслаждаемся их работой!

 

 

( Специально для МозгоЧинов #DIY-AA-Batteries

Самодельные домашние батареи на 30-100 кВтч делают из аккумуляторов выброшенных ноутбуков

В мае 2015 года Илон Маск представил красивые домашние блоки Powerwall, чтобы хранить энергию от солнечных батарей с крыши — и снабжать бесплатным электричеством весь дом днём и ночью.

Даже при отсутствии солнечных батарей такое резервное питание для дома особенно ценно, если в квартале отключили электричество. Компьютер и вся техника продолжат спокойно работать.

Вторая версия Powerwall хранит до 13,5 кВтч, чего должно хватить на несколько часов (стандартная мощность 5 кВт, а в пике 7 кВт). Проблема лишь в том, что оригинальная версия от Tesla стоит аж $5500 (плюс $700 за сопутствующее оборудование, итого $6200, плюс работы по установке стоят от $800 до $2000) — очень дорого. DIY-мейкеры решили эту проблему с помощью бэушных батареек, которые лежат бесплатно в выброшенных ноутбуках.

Своими руками можно собрать блок с лучшими характеристиками, чем у Tesla (например, на 30-100 кВтч) — и намного дешевле.

Энтузиасты DIY-сборки делятся опытом на специализированных форумах DIY Powerwalls, в группе на Facebook и на YouTube. Специальный раздел на форумах посвящён безопасности — это важный аспект, когда собираешь такую мощную штуку, которая может ещё и загореться на улице (их обычно устанавливают за пределами дома, чтобы не нарушать закон и из безопасности).

Для мейкеров сборка и подключение такого блока питания — не только интересное занятие и экономия денег, но ещё и возможность разобраться, как работает электрика в доме.

Практически все энтузиасты в комментарии Motherboard отметили, что их собственные системы получаются гораздо большей ёмкости, чем у Tesla. Вероятно, компания пожертвовала ёмкостью ради красивого тонкого дизайна блока питания и ради большей эффективности охлаждения и безопасности. Один из французских мейкеров с форума под ником Glubux собрал блок на 28 кВтч. Он говорит, что этого хватает для всего дома, и пришлось даже купить электрическую духовку и индукционную плиту, чтобы куда-то расходовать излишки энергии.

Австралийский мейкер Питер Мэтьюс собрал блок на 40 кВтч, который питается от 40 солнечных панелей на крыше, благо в Австралии нет недостатка солнечных дней.

Самый большой самодельный блок, который удалось найти Motherboard, собран из 22 500 ячеек от ноутбуков и имеет ёмкость более 100 кВтч. От такого блока маленький дом может работать несколько месяцев — например, всю зиму — даже если солнечные панели полностью вышли из строя или неактивны.

А калифорнийский блогер Джеху Гарсия намерен собрать из батареек ноутбука систему на 1 мегаватт, крупнейшую подобную систему частного хранения энергии в США.

Большинство энтузиастов использует при сборке литий-ионные аккумуляторы модели 18650. Они обычно упакованы в цветные пластиковые корпуса и устанавливаются в ноутбуки и другую электронику. Новые аккумуляторы 18650 стоят около $5 за штуку, так что система выйдет немногим дешевле модели от Tesla. Поэтому сборщики обычно скупают бэушные аккумуляторы и вынимают аккумуляторы из выкинутых сломанных ноутбуков. К сожалению, многие люди просто выкидывают аккумуляторы вместе со сломанным ноутбуком, хотя они ещё вполне рабочие. По словам директора крупнейшей в США компании по переработке батарей Call2Recycle, около 95% аккумуляторов не используются повторно, а заканчивают свой путь на свалке, хотя почти все типы батарей могут быть использованы повторно в том или ином виде.

Найти достаточное количество выброшенной техники не так просто, а в последнее время стало ещё труднее, потому что многие люди начали собирать из них собственные энергетические системы вроде Powerwall, а производители ноутбуков вообще не поощряют повторное использование их аккумуляторов в самодельной технике не их фирмы.

После находки батарей их тестируют, затем «обновляют» через cycling с полным разрядом. Потом батареи объединяет в «упаковки». Такие коробки для сотни батарей можно купить на рынке или собрать самостоятельно. Наверх прикрепляют электропроводящие медные «шины» (busbars), а к ним припаивают контакты батарей.

Вся структура прикрепляются к инвертору и монтируется в стойке, которая устанавливается обычно на улице. Можно установить там систему мониторинга для контроля температуры с автоматическим отключением банков энергии, которые слишком сильно разогрелись.

Сейчас уже сформировалось целое сообщество мейкеров со всего мира, которые конструируют такие «аккумуляторные домашние фермы» из старых батарей ноутбуков, чтобы хранить электричество от солнечных батарей. Сообщество объединяет энтузиастов со всего мира, они делятся опытом и советами по безопасности, инженерным системам, совместимости разных типов батарей и т. д. Успех и безопасность Powerwall доказала, что это действительно безопасные системы, пригодные для постоянного долговременного использования (у Powerwall гарантия 10 лет).

Создана первая в мире «вечная» батарейка. Она стоит дешевле литиевых аккумуляторов. Видео

| Поделиться

В США созданы первые прототипы бета-гальванической батареи, способной работать 28 тыс. лет. В ее основе лежит сердечник из переработанных ядерных отходов, но для человека она безопасна за счет покрытия из специальных синтетических алмазов. В России тоже есть подобные батареи, но они работают не дольше 20 лет.

Бесконечный источник энергии

Американские ученые из компании Nano Diamond Battery разработали «вечный» источник питания, способный работать тысячи и даже десятки тысяч лет. Они создали так называемую «бета-гальваническую батарею» (betavoltaic) и, по их заверениям, даже успешно испытали их в лабораторных условиях. В отечественном институте НИТУ «МИСиС» бета-гальванические элементы питания называют бетавольтаическими.

Как сообщил ресурсу New Atlas исполнительный директор Nano Diamond Battery Нима Голшарифи (Nima Golsharifi), одна такая батарейка может работать до 28 тыс. лет. Такой элемент питания может использоваться, по мнению разработчиков, в самых разных видах техники, начиная от носимых устройств и мобильных гаджетов и заканчивая средствами передвижения – поездами, электромобилями и даже самолетами.

Как работают такие батареи

В основе работы бета-гальванических батарей лежит принцип преобразования альфа- и бета-излучений радиоактивного вещества в обычный электрический ток, питающий всю современную технику. Как заверил Нима Голшарифи, созданным компанией источникам энергии можно придавать практически любую форму, другими словами, их можно выпускать в виде привычных многим батареек различных форматов – АА, 18650, CR2032 и др.

Батарейка Nano Diamond Battery может работать тысячелетиями

Конструкция бета-гальванической батареи состоит в первую очередь из радиоактивного сердечника, который выступает в качестве источника изотопов. Нима Голшарифи подчеркнул, что сердечник изготавливается из небольшого количества переработанных ядерных отходов.

Для того чтобы сделать батареи безвредными для людей и окружающей среды, специалисты Nano Diamond Battery покрыли «фонящий» сердечник специальными нерадиоактивными синтетическими алмазами, выращенными в лабораторных условиях. Это очень дешевые в производстве аналоги обычных алмазов.

Изотопы радиоактивного элемента в процессе так называемого «неупругого рассеяния» взаимодействуют с алмазным покрытием, и в итоге энергия бета-излучения преобразуется в электрический ток.

Для чего нужна «вечная» батарея

Столь значительный период работы батарей разработчики объяснили тем, что используемое в качестве сердечника вещество может оставаться радиоактивным сотни и тысячи лет. Они отметили также, что такие батареи могут вырабатывать чрезмерно большое количество энергии, которую они предлагают хранить в дополнительной «буферной» емкости. В качестве такой емкости могут служить суперконденсаторы, а в России, как сообщал CNews, как раз научились изготавливать их из бесполезного сорного растения – борщевика.

Лабораторные испытания

Прототипы бета-гальванических батарей, разработанные в Nano Diamond Battery, были протестированы в двух лабораториях – Кавендишской лаборатории Кембриджского университета и Ливерморской национальной лаборатории им Э. Лоуренса. Результаты испытаний показали, что творение ученых компании обходили другие элементы питания на основе синтетических алмазов – если те демонстрировали 15-процентный прирост эффективности в сравнении с традиционными батареями, включая литий-ионные, то в случае разработки Nano Diamond Battery этот показатель был 40-процентным.

Форму батарее Nano Diamond Battery можно придать любую

В то же время разработчики пока не могут точно сказать, когда элементы питания, основанные на разработанной ими технологии, начнут использоваться повсеместно. Первые версии таких элементов питания, пригодные для повседневного использования, могут появиться в течение двух лет.

Российский конструктор криптовалют DecimalChain теперь совместим с Еthereum и Binance Smart Chain

Бизнес

По их заявлению, использование таких батарей, к примеру, электромобилях намного более эффективно в сравнении с литиевыми. При тех же габаритах они смогут нести в себе большее количество энергии, а использование дешевого искусственного алмаза вместо дорогого лития позволит снизить итоговую стоимость электрокаров.

Тем временем в России

Отечественные специалисты тоже смотрят в сторону атомных портативных элементов питания. К примеру, сотрудники НИТУ «МИСиС» в августе 2020 г. продемонстрировали собственный прототип такой батареи, конструкция которой основана на запатентованной микроканальной 3D-структуре никелевого бета-гальванического элемента. Срок службы такой батарейки – 20 лет.

Особенность трехмерной структуры батарейки заключается в том, что радиоактивный элемент наносится с двух сторон так называемого планарного p-n перехода, что позволяет упростить технологию изготовления элемента, а также контролировать обратный ток, который «крадет» мощность батареи. Особая микроканальная структура обеспечивает увеличение эффективной площади преобразования бета-излучения в 14 раз, что в результате дает общее увеличение тока.

Отечественный вариант бета-гальванической батареи

За счет оригинальной 3D-структуры бета-гальванического элемента размеры батареи, по словам разработчиков, уменьшились втрое, удельная мощность повысилась в 10 раз, а себестоимость снизилась на 50%.

«Выходные электрические параметры предложенной конструкции составили: ток короткого замыкания IКЗ — 230 нА/см2 (в обычной планарной — 24 нА), итоговая мощность — 31 нВт/см2, (в планарной — 3 нВт). Конструкция позволяет на порядок повысить эффективность преобразования энергии, выделяющейся при распаде β-источника, в электроэнергию, что в перспективе снизит себестоимость источника примерно на 50% за счет рационального расходования дорогостоящего радиоизотопа, — отметил один из разработчиков Сергей Леготин, доцент кафедры полупроводниковой электроники и физики полупроводников НИТУ «МИСиС».

Батарейка может быть применена в нескольких функциональных режимах: в качестве аварийного источника питания и датчика температуры в устройствах, используемых при экстремальных температурах и в труднодоступных (или совсем не доступных) местах: в космосе, под водой, в высокогорных районах.



Самый простой аккумулятор. / Мастерская / НеПропаду

Конечно, сейчас нет проблем с покупкой батареек и аккумуляторов, но, видимо, Вам будет интересно познакомиться

с конструкцией газового аккумулятора. Рассмотрим конструкцию самого простого аккумулятора. Конструкция

аккумулятора настолько проста, что ее сможет повторить любой человек.( что не мало важно, и уже обговаривалось в комментариях..)

1.емкость 5.15% раствор поваренной соли

2.крышка 6.мешочек с активированным углем

3.угольный стержень 7.клемма (хомутик)

4.активированный уголь 8.пробка

Конструкция аккумулятора понятна из рисунка. Непрозрачная емкость 1 с крышкой 2 наполнена электролитом — 15%

раствором поваренной соли. В емкость опущены два одинаковых электрода. Электрод состоит из угольного стержня,

вокруг которого располагается мешочек 6 с активированным углем 4. Мешочки необходимо плотно обмотать

нитками, чтобы обеспечить хороший контакт электрода с активированным углем. Толщина слоя активированного угля

не должна превышать 15мм.

Аккумулятор. Простой самодельный аккумулятор.

Если добавить в раствор на каждый литр 1г борной кислоты и 2г сахара, то улучшится работа аккумулятора.

Сахар добавляют при длительных циклах разряда. Заряжают аккумулятор постоянным током из расчета 4,5 вольта

на каждый элемент (банку). Время заряда до 12 часов. Сигнал полного заряда — обильное выделение газов. Для

того чтобы газы не «выдавливали» из емкости электролит, предусмотрена пробка, которую нужно при зарядке

открыть. Чтобы получить емкость 1а*ч, нужно использовать 65г активированного угля. Смена электролита один раз в

неделю.

Примечание.

1. Если стенки сосуда будут пропускать свет, то аккумулятор будет быстро разряжаться. Емкость снаружи можно

покрасить.

2. Воду лучше применять дистиллированную или растопить снег, так как водопроводная сильно минерализована, а

это плохо.

3. 15% раствор поваренной соли получается разведением 5 столовых ложек соли в одном литре воды.

ну и вот еще:
Самодельная батарейка
Если нет под рукой комплекта свежих батареек, можно сделать самодельный источник питания. Для этого Вам потребуются два угольных стержня от старой батарейки, два тканных мешочка диаметров 20…25 мм и высотой 60 мм. В них устанавливаются стержни и наполняются активированным углем (дробленые медицинские таблетки).

В качестве электролита используется следующий раствор: в 1 л воды растворите 5 столовых ложек поваренной соли, 2 г борной кислоты и 3 г сахара.

Стенки стеклянной банки нужно покрасить черной краской.
Источник питания будет выдавать напряжение 1,5 В.

изготовление простейших аккумуляторов из подручных средств. Как делают автомобильные аккумуляторы? Железный аккумулятор своими руками

Аккумулятор своими руками: изготовление простейших аккумуляторов из подручных средств. Как делают автомобильные аккумуляторы? Железный аккумулятор своими руками

Конечно, сейчас нет проблем с покупкой батареек и аккумуляторов, но, видимо, Вам будет интересно познакомиться

с конструкцией газового аккумулятора. Рассмотрим конструкцию самого простого аккумулятора. Конструкция

аккумулятора настолько проста, что ее сможет повторить любой человек.(что не мало важно, и уже обговаривалось в комментариях..)

1.емкость 5.15% раствор поваренной соли

2.крышка 6.мешочек с активированным углем

3.угольный стержень 7.клемма (хомутик)

4.активированный уголь 8.пробка

Конструкция аккумулятора понятна из рисунка. Непрозрачная емкость 1 с крышкой 2 наполнена электролитом – 15%

раствором поваренной соли. В емкость опущены два одинаковых электрода. Электрод состоит из угольного стержня,

вокруг которого располагается мешочек 6 с активированным углем 4. Мешочки необходимо плотно обмотать

нитками, чтобы обеспечить хороший контакт электрода с активированным углем. Толщина слоя активированного угля

не должна превышать 15мм.

Аккумулятор. Простой самодельный аккумулятор.

Если добавить в раствор на каждый литр 1г борной кислоты и 2г сахара, то улучшится работа аккумулятора.

Сахар добавляют при длительных циклах разряда. Заряжают аккумулятор постоянным током из расчета 4,5 вольта

на каждый элемент (банку). Время заряда до 12 часов. Сигнал полного заряда – обильное выделение газов. Для

того чтобы газы не «выдавливали» из емкости электролит, предусмотрена пробка, которую нужно при зарядке

открыть. Чтобы получить емкость 1а*ч, нужно использовать 65г активированного угля. Смена электролита один раз в

1. Если стенки сосуда будут пропускать свет, то аккумулятор будет быстро разряжаться. Емкость снаружи можно

2. Воду лучше применять дистиллированную или растопить снег, так как водопроводная сильно минерализована, а

3. 15% раствор поваренной соли получается разведением 5 столовых ложек соли в одном литре воды.

ну и вот еще:
Самодельная батарейка
Если нет под рукой комплекта свежих батареек, можно сделать самодельный источник питания. Для этого Вам потребуются два угольных стержня от старой батарейки, два тканных мешочка диаметров 20. 25 мм и высотой 60 мм. В них устанавливаются стержни и наполняются активированным углем (дробленые медицинские таблетки).

В качестве электролита используется следующий раствор: в 1 л воды растворите 5 столовых ложек поваренной соли, 2 г борной кислоты и 3 г сахара.

Стенки стеклянной банки нужно покрасить черной краской.
Источник питания будет выдавать напряжение 1,5 В.

Как сделать аккумулятор своими руками
Конечно, сейчас нет проблем с покупкой батареек и аккумуляторов, но, видимо, Вам будет интересно познакомиться с конструкцией газового аккумулятора. Рассмотрим


блоки батарей по 200А

Далее паяем в каждом блоке по 80 шт в параллель по 4 банки используем кассеты для набора банок аккумуляторов, можно купить на aliexpress. Также нам понадобиться медная шина толщиной 1-2мм. тонкая проволока медная. Далее паяем выводы с каждых 4 шт. 18650 на контролер который будет следить за зарядом банок.

Соединяем 3 таких сборки последовательно и получаем мощную батарею.

Качественные системы зарядки Li-ion 18650

IMAX B6 MINI PROFESSIONAL BALANCE CHARGER/DISCHARGER

Opus BT-C3100 (version 2.2) Intelligent Li-ion/NiCd/NiMH battery charger

как работает плата BMS?

– увеличение срока службы,

– поддержание аккумулятора в работа способном состоянии.

Функции BMS (Battery Management System)

  1. Контроль за состоянием элементов аккумуляторной батареи с точки зрения:

– напряжения: общее напряжение, напряжение отдельных ячеек, минимальное и максимальное напряжение ячейки,

– заряда и глубины разряда,

– токов заряда /разряда,

Неправильный заряд – одна из наиболее распространенных причин выхода li-ion батареи из строя, поэтому контроль заряда является одной из основных функций микроконтроллера BMS.

На основе вышеперечисленный пунктов BMS проводит оценку:

– максимального допустимого тока заряда,

– максимального допустимого тока разряда,

– количества тока при разряде,

– внутреннего сопротивления ячейки,

– суммарной наработки аккумуляторной батареи в процессе эксплуатации.

BMS защищает батарею, предотвращая её выход за пределы безопасной работы. BMS гарантирует безопасность подключения/отключения нагрузки, гибкое управление нагрузкой, защищает аккумулятор от:

– перегрузки по току,

– перенапряжения (во время зарядки),

– падения напряжения ниже допустимого уровня (во время разряда),

  1. Балансировка. Балансировка – это метод равномерного распределения заряда между всеми ячейками аккумуляторной батареи, благодаря чему максимально продлевается срок службы аккумулятора.

– обеспечивая процесс модульной зарядки,

– регулируя выходные токи ячеек аккумулятора, подключенного к потребителю.

Как сделать мощный аккумулятор своими руками
Делаем мощный power bank на 12 volt 200A/ч Нам понадобиться 240 шт 18650 Много олова и кучу терпения

Батарейка или гальванический элемент – это химический источник электрического тока. Все батарейки, продающиеся в магазинах, по сути, имеют одинаковую конструкцию. В них используются два электрода из разного состава. Основным элементом для отрицательного вывода (анода) солевых и щелочных батареек является цинк, а для их положительного (катода) – марганец. Катод литиевых батареек изготавливается из лития, а для анода используются самые различные материалы.

Между электродами батареек расположен электролит. Состав его различен: для солевых батареек, имеющих самый низкий ресурс, используется хлорид аммония. Для изготовления щелочных батареек применяют гидроксид калия, а в литиевых батарейках используется органический электролит.

При взаимодействии электролита с анодом вблизи него образуется избыток электронов, создающий разность потенциалов между электродами. При замыкании электрической цепи количество электронов за счет химической реакции постоянно пополняется, и батарейка поддерживает протекание тока через нагрузку. При этом материал анода постепенно коррозирует и разрушается. При полной его выработке ресурс батарейки оказывается исчерпан.

Несмотря на то, что состав батареек сбалансирован производителями для обеспечения долгой и стабильной их работы, изготовить элемент питания можно и самому. Рассмотрим несколько способов, как можно сделать батарейку своими руками.

Способ первый: батарейка из лимона

Эта самодельная батарейка будет использовать электролит на основе лимонной кислоты, содержащаяся в мякоти лимона. Для электродов возьмем медную и железную проволочки, гвозди или булавки. Положительным будет медный электрод, а отрицательным – железный.

Лимон нужно разрезать поперек на две части. Для большей устойчивости половинки кладутся в небольшие емкости (стаканы или рюмки). Необходимо присоединить провода к электродам и погрузить их в лимон на расстоянии 0,5 – 1 см.

Теперь нужно взять мультиметр и измерить напряжение на получившемся гальваническом элементе. Если его недостаточно, то потребуется еще изготовить своими руками несколько одинаковых лимонных батареек и соединить их последовательно с помощью тех же проводов.

Способ второй: банка с электролитом

Для сборки своими руками устройства, похожего по конструкции на первую батарейку в мире, понадобится стеклянная банка или стакан. Для материала электродов используем цинк или алюминий (анод) и медь (катод). Для увеличения эффективности элемента их площадь должна быть максимально большой. Провода лучше будет припаять, но к электроду из алюминия провод придется прикрепить заклепкой или болтовым соединением, так как паять его сложно.

Электроды погружаются внутрь банки так, чтобы они не соприкасались друг с другом, и концы их находились выше уровня банки. Лучше их зафиксировать, установив распорку или крышку с прорезями.
Для электролита используем водный раствор нашатыря (50 г на 100 мл воды). Водный раствор аммиака (нашатырный спирт) – это не тот нашатырь, который используется для нашего опыта. Нашатырь (хлористый аммоний) – это порошок без запаха белого цвета, применяющийся при пайке в качестве флюса или как удобрение.

Второй вариант приготовления электролита – сделать 20% раствор серной кислоты. При этом нужно заливать кислоту в воду, и ни в коем случае не наоборот. Иначе вода мгновенно закипит и ее брызги вместе с кислотой попадут на одежду, лицо и глаза.

При работе с концентрированными кислотами рекомендуется надевать защитные очки и химически стойкие перчатки. Перед тем, как сделать батарейку с использованием серной кислоты, стоит подробнее изучить правила безопасности при работе с агрессивными веществами.

Осталось налить получившийся раствор в банку так, чтобы до краев сосуда оставалось не менее 2 мм свободного пространства. Затем при помощи тестера подобрать необходимое количество банок.

Собранный своими руками элемент питания похож по составу на солевую батарейку, так как содержит хлорид аммония и цинк.

Способ третий: медные монеты

Ингредиентами для изготовления такой батарейки своими руками являются:

  • медные монеты,
  • алюминиевая фольга,
  • плотный картон,
  • столовый уксус,
  • провода.

Нетрудно догадаться, что электроды будут медные и алюминиевые, а в качестве электролита используется водный раствор уксусной кислоты.

Монеты для начала нужно очистить от окислов. Для этого их потребуется ненадолго опустить в уксус. Затем изготавливаем кружочки из картона и фольги по размеру монет, используя одну из них в качестве шаблона. Вырезаем кружки ножницами, картонные кладем на некоторое время в уксус: они должны пропитаться электролитом.

В процессе работы этой батарейки, собранной своими руками, монеты придут в полную негодность, так что не стоит использовать нумизматический материал, представляющий культурную и материальную ценность.

Способ четвертый: батарейка в пивной банке

Анодом батарейки служит алюминиевый корпус банки из-под пива. Катодом – графитовый стержень.

  • кусок пенопласта толщиной более 1 см,
  • угольная крошка или пыль (можно применить то, что осталось от костра),
  • вода и обычная поваренная соль,
  • воск или парафин (можно использовать свечи).

От банки нужно отрезать верхнюю часть. Затем сделать кружок из пенопласта по размеру дна банки и вставить его внутрь, заранее сделав посередине отверстие для графитового стержня. Сам стержень вставляется в банку строго по центру, полость между ним и стенками заполняется угольной крошкой. Затем приготавливается водный раствор соли (на 500 мл воды 3 столовых ложки) и заливается в банку. Чтобы раствор не вылился, края банки заливаются воском или парафином.

Для подключения проводов к графитовым стержням можно использовать бельевые прищепки.

Способ пятый: картошка, соль и зубная паста

Такая батарейка – одноразового применения. Она годится для того, чтобы разжечь огонь, замкнув провода накоротко для получения искры.

Для создания картофельной зажигалки понадобится:

Самодельная батарейка из подручных средств
Как изготовить самодельную батарейку из доступных материалов. Краткое описание принципа работы батарейки. Как сделать батарейку из лимона, медных монет, картофеля, алюминиевых банок.



Как легко сделать батарейку

Снова приветствую всех мозгочинов! Сегодня расскажу вам, как самостоятельно и из подручных материалов сделать батарейку!

Элементы питания типа АА это широко распространенные батарейки цилиндрической формы с номиналом около 1.5В, примерно 49-50мм в длину и 13.5-14.5мм в диаметре. Их просто изготовить самостоятельно, причем само изготовление этой мозгосамоделки может служить отличным наглядным пособием для объяснения детям физико-химических процессов.

Шаг 1: Материалы и инструменты

  • гофрокартон
  • медные плоские шайбы диаметром 10мм – 12шт.
  • цинковые плоские шайбы диаметром 10мм – 14-16шт.
  • термоусадочная трубка
  • дистиллированная вода – 120мл
  • уксус – 30мл
  • поваренная соль – 4 ст.ложки.
  • паяльник и припой
  • чашка для смешивания раствора
  • цифровой мультиметр
  • ножницы
  • наждачная бумага
  • иглогубцы
  • зажигалка или термофен
  • старая АА батарейка для сверки

Шаг 2: Зачистка шайб

Основа этой самоделки 11 медно-цинковых элементов, которые «выдают» 1.5В. Медные и цинковые шайбы должны вступать в химические реакции, поэтому очищаем их от окислов, грязи и т.п. Используя мозгошкурку с 100 зерном не просто очищаем шайбы, а начищаем их до блеска.

Шаг 3: Подготовка электролита

Медь и цинк создают разность потенциалов, но нужна еще и среда, через которую будут проходить заряды между этими потенциалами. Для электролита в 120мл дистиллированной воды растворяем 4 столовых ложки соли, тщательно все перемешиваем до полного растворения, затем добавляем 30мл уксуса и даем настояться.

Шаг 4: Картон

Чтобы шайбы оставались на расстоянии друг от друга нужно их проложить мозгокартоном , а именно гофрокартоном, пропитанным электролитом. Нарезаем гофрокартон на квадраты со стороной 1см и замачиваем их в электролите, который настаивался не менее 5 минут после добавления уксуса.

Шаг 5: Растягивание трубки

Теперь необходимо немного доработать термоусадочную трубку. Чтобы легче устанавливать в трубку медно-цинковые элементы батарейки, иглогубцами растягиваем саму трубку примерно на 10% от начального диаметра.

Шаг 6: Тестирование

Настало время протестировать наши элементы. На медную шайбу кладем мозгокартон , пропитанный электролитом, а на него цинковую шайбу. Используйте перчатки! Далее включаем мультиметр в режим «постоянные 20В», черным проводом касаемся медной шайбы, а красным – цинковой. Мультиметр должен показать около 0.05-0.15В, этого хватит для создания батарейки из 11 медно-цинковых элементов.

Шаг 7: Сборка батарейки

Собираем батарею из подготовленных элементов: медь – цинк – картон. Именно в этой последовательности. См фото.

Сначала вставляем в трубку медную шайбу, выравниваем ее перпендикулярно длине трубки, на нее укладываем цинковую шайбу, затем картон и так далее все 11 элементов. Для удобства слегка утрамбовываем элементы пластиковым стержнем.

После установки последней цинковой шайбы сверяем полученную заготовку самоделки со старой стандартной батарейкой типа АА, если нужно добавляем еще одну цинковую шайбу. После подгонки по длине нагреваем трубку, формируя тем самым батарейку, лишние концы обрезаем.

Шаг 8: Монтаж контактов

Осталось добавить контакты. Нагреваем мозгопаяльник и припаиваем к концам батарейки шарики из припоя. То есть на медный конец напаиваем шарик из припоя, так чтобы при установке в батареедержатель наша самоделка касалась контакта батареедержателя. Затем переворачиваем батарейку и проделываем тоже с цинковым концом.

Шаг 9: Все готово, применяем!

Самодельный элемент питания готов, пробуем его в действии. Подключаем мультиметр в режиме «постоянные 20В» и замеряем напряжение, должно быть около 1.5В

Если напряжение ниже 1.5 В, то попробуйте немного растянуть батарейку, если это не помогает, то возможно вы ошиблись в порядке установки шайб.

Если все в порядке, то устанавливаем батарейку в любимые мозгогаджеты и наслаждаемся их работой!

Как легко сделать батарейку
Как легко сделать батарейку Снова приветствую всех мозгочинов! Сегодня расскажу вам, как самостоятельно и из подручных материалов сделать батарейку! Элементы питания типа АА это широко

Конечно, батарейку легко купить в любом магазине хозтоваров, электроники или в гипермаркете. Однако ради интересных опытов и получения знаний “школы жизни” все же стоит знать, как сделать батарейку своими руками. Тем более процесс такой работы весьма занимательный и несложный.

Батарейка из лимона: два варианта

Для первого варианта вам будет нужен:

  • собственно лимон;
  • оцинкованный гвоздь;
  • 2 небольших отрезка медной проволоки;
  • медная монетка;
  • небольшая лампочка.

Процесс работы таков:

  1. Сделайте на фрукте два надреза на некотором расстоянии друг от друга.
  2. В один надрез поместите гвоздь, а в другой – монетку.
  3. И к гвоздю, и к монете подсоедините по кусочку проволоки. Вторые концы этого импровизированного проводка должны соприкасаться с контактами лампочки.
  4. И все – да будет свет!

Самодельную батарейку из кислого фрукта можно сделать и с помощью:

  • одного того же лимона;
  • канцелярской скрепки;
  • лампочки;
  • 2-х отрезков изолированной медной проволоки диаметром 0,2-0,5 мм и длиной 10 см.

Алгоритм следующий:

  1. Зачистите 2-3 см изоляции на концах каждой из проволок.
  2. Прикрепите оголенную часть одного проводка к скрепке.
  3. Сделайте в лимоне два надреза в 2-3 см друг от друга – по ширине скрепки и для второго проводка. Вставьте эти элементы во фрукт.
  4. Свободные кончики проволоки приложите к контактной части лампочки. Если она не загорелась, значит, выбранный лимон не достаточно мощен – последовательно соедините несколько фруктов между собой и повторите опыт.

Батарейка из картофеля

Запаситесь:

  • двумя картофелинами;
  • тремя проводами с зажимами;
  • двумя хромированными гвоздями;
  • двумя медными гвоздями.

Итак, как сделать батарейку из клубней:

  1. Дайте условное обозначение каждой из картофелин – “А” и “Б”.
  2. В края каждого из клубней воткните по хромированному гвоздику.
  3. В противоположный край – медный гвоздь. В теле картошек гвозди не должны пересекаться.
  4. Возьмите какое-либо устройство, питающееся от батарейки, выньте ее и оставьте отсек открытым.
  5. Первый провод должен соединить медный штырек клубня “А” с положительным полюсом в отсеке батарейки.
  6. Второй провод соединяет хромированный штырек картофелины “В” с отрицательным полюсом.
  7. Последний провод соединяет хромированный гвоздь клубня “А” с медным гвоздем клубня “Б”.
  8. Как только вы замкнете таким образом все провода, картошка начнет питать устройство энергией.

Картофель в этом опыте можно заменить на банан, авокадо или любой из цитрусовых.

Батарейка из фольги, картона и монеток

Перед тем как сделать батарейку, приготовьте:

  • медные монетки;
  • уксус;
  • соль;
  • картон;
  • фольгу;
  • скотч;
  • два кусочка изолированной медной проволоки.

Все готово? За дело:

  1. Сначала нужно капитально очистить монетки – для этого налейте уксус в стеклянную емкость, добавьте туда же соли и засыпьте деньги.
  2. Как только поверхности монеток преобразились и заблестели, выньте их из тары, возьмите одну и 8-10 раз обведите ее контур на картоне.
  3. Вырежьте картонные кругляшки по контуру. Затем поместите их в тару с уксусом на некоторое время.
  4. Сложите фольгу несколько раз так, чтобы в итоге получилось 8-10 слоев. Обведите на ней монетку и также вырежьте круглые детали по контуру.
  5. На этом этапе начните собирать батарейку. Делается это так: медная монета, картон, фольга. В таком порядке сложите в столбик все имеющиеся у вас компоненты. Завершающим слоем должна быть только монетка.
  6. Снимите с кончиков проводков изоляцию.
  7. Отрежьте небольшую полоску скотча, приклейте на нее один кончик проводка, сверху поставьте импровизированную батарейку, на нее – кончик второго проводка. Надежно закрепите конструкцию клейкой лентой.
  8. Вторые кончики проволоки подсоедините к “+” и “-” устройства, которое необходимо напитать энергией.

Вечная батарейка

Приготовьте:

  • стеклянную банку;
  • серебряный элемент – например ложку;
  • пищевую пленку;
  • медный провод;
  • 1 чайную ложку поваренной соды;
  • 4 пузырька глицерина;
  • 1 чайную ложку 6 % яблочного уксуса.
  1. Плотно обмотайте ложку пищевой пленкой, оставив ее верхний и нижний конец слегка оголенным.
  2. Теперь настало время обмотать ложку поверх пленки медной проволокой. Не забудьте оставить длинные концы в начале и в конце для контактов. Делайте пространство между витками.
  3. И снова слой пленки, а за ним – проволоки таким же методом. Слоев “пленка-проволока” на этой импровизированной катушке должно быть не менее семи. Не затягивайте слои чересчур – пленка должна наматываться свободно.
  4. В стеклянной банке подготовьте раствор из глицерина, соли и уксуса.
  5. После того как соль растворится, в раствор можно погружать катушку. Как только жидкость помутнеет, “вечная” батарейка будет готова к эксплуатации. Срок ее службы напрямую зависит от содержания серебра в элементе-основе катушки.

Графитовый стержень: применение

Графитовая составляющая из старых батареек – это не только основа для нового источника энергии, но и элемент, который можно использовать для электросварки. Делается это по нехитрой схеме:

  1. Заточите графитовый стержень из старой батарейки под углом в 30-40 градусов.
  2. Зажимом типа “крокодил” с токонепроводящей ручкой подсоедините его к “+” и “-” источника переменного или постоянного тока.
  3. К зачищенной детали подключить “0” и “-“.
  4. Электрод по мере выгорания необходимо периодически затачивать.

Как сделать батарейку дома? Потребуются подручные материалы, немного энтузиазма и усидчивости. В обмен вы получите альтернативные источники энергии.

В последнее время все недорогие радиоуправляемые модели стали оснащаться Ni-Cd АКБ (никель-кадмиевые аккумуляторные батареи), а точнее сборками этих батарей. Аккумуляторы этого типа имеют низкую рыночную стоимость, и на это есть ряд причин.

· Относительно простая и дешевая технология изготовления

· Обладают эффектом памяти

· Малое число перезарядов

· Малая удельная ёмкость

Рано или поздно любимая игрушка перестает включаться, АКБ приходит в негодное состояние, и встает вопрос где найти новый. Но вот где найти нужный по размерам, а главное с таким же типом разъема АКБ?!

Искать ничего не придется, если у вас есть паяльник, пара проводов, термоусадочная трубка, и 30 минут свободного времени.

Итак, допустим у вас есть игрушка питающаяся Ni-Mh или Ni-Cd аккумуляторной батареей на 7.2 В, емкостью 400 ma/h . Естественно мы хотим не только вернуть игрушку к жизни, но и продлить время игры на одном заряде. Поэтому увеличим емкость новых АКБ в несколько раз!

Повертев в руках старый аккумулятор и разрезав его оболочку вы легко можете убедиться в том, что собран он из обычных пальчиковых аккумуляторных батарей класса АА, методом последовательного соединения.

Поэтому нам потребуется,в нашем примере – это:

· 6 аккумуляторных батарей Ni-Mh класса АА, каждая батарея 1.2В, соответственно для получения 7.2В = 1.2В*6 , Одинаковой Ёмкости!

· Термоусадочная трубка

· Инвентарь для пайки: паяльник, флюс, припой

· Надфиль/шкурка

· Медный многожильный провод около

Вы могли заметить, что батареи в старом АКБ соединены не пайкой. И это сделано не зря, т.к при сильном нагреве можно повредить АКБ, но,как говорится “все хорошо в меру” . Мы будем соединять батареи пайкой, но по определенной технологии.

Для того, чтобы припой быстро «прилип» к контактной поверхности АКБ, предварительно зачистим поверхность надфилем. При обработке надфилем также создаются неровности и царапины которые создадут условия для надежного контакта.


Лично я использую обычную канифоль или паяльный жир в качестве флюса, и обычный оловянно-свинцовый припой, температура паяльника 450 градусов.

Залудим контактную площадку. Если припой не «прилипает» не стоит долго нагревать площадку АКБ, это может привести к выходу его из строя. В таком случае следует добавить флюса и припоя и повторить попытку.

Не советую использовать провода с изоляцией для соединения АКБ, т.к они сильно изменят размер АКБ, в отдельных случаях это очень важный фактор. Поэтому я обычно снимаю изоляцию и методом лужения оголенного провода делаю своеобразные плоские соединительные пластины.


Т.к контактные площадки АКБ мы заблаговременно залудили, то припаять соединительную пластинку у нас ни составит никакого труда.

Соединяем АКБ последовательно, то есть “+” одного АКБ соединяется к “-” другого, и так далее. Плюсовой контакт первого и минусовой контакт последнего соответственно будут давать суммарное выходное напряжение равное 7.2 Вольта.


Присоединив все необходимые провода, включая разъем под зарядку, вкладываем сборку в термоусадочную трубку и нагреваем (можно обычным феном для волос) .


Подведем итоги. Вы были обладателем слабенького АКБ с напряжением питания 7.2В,ёмкостью 400ma/h , в основе которого лежали 6 аккумуляторных Ni-Cd . Взяв со старого “мертвого” АКБ разъем и проделав всю выше описанную работу мы получили: аккумулятор ёмкостью 1800 ma/h , питающее напряжение 7.2 вольта, Ni-Mh без эфекта памяти.

Была ли полезна для Вас статья?

В мае 2015 года Илон Маск представил красивые домашние блоки Powerwall, чтобы хранить энергию от солнечных батарей с крыши – и снабжать бесплатным электричеством весь дом днём и ночью. Даже при отсутствии солнечных батарей такое резервное питание для дома особенно ценно, если в квартале отключили электричество. Компьютер и вся техника продолжат спокойно работать.

Вторая версия Powerwall хранит до 13,5 кВтч, чего должно хватить на несколько часов (стандартная мощность 5 кВт, а в пике 7 кВт). Проблема лишь в том, что оригинальная версия от Tesla стоит аж $5500 (плюс $700 за сопутствующее оборудование, итого $6200, плюс работы по установке стоят от $800 до $2000) – очень дорого. DIY-мейкеры решили эту проблему с помощью бэушных батареек, которые лежат бесплатно в выброшенных ноутбуках.

Своими руками можно собрать блок с лучшими характеристиками, чем у Tesla (например, на 30-100 кВтч) – и намного дешевле.

Энтузиасты DIY-сборки делятся опытом на специализированных форумах DIY Powerwalls , в группе на Facebook и на YouTube . Специальный раздел на форумах посвящён безопасности – это важный аспект, когда собираешь такую мощную штуку, которая может ещё и загореться на улице (их обычно устанавливают за пределами дома, чтобы не нарушать закон и из безопасности).

Для мейкеров сборка и подключение такого блока питания – не только интересное занятие и экономия денег, но ещё и возможность разобраться, как работает электрика в доме.

Практически все энтузиасты в комментарии Motherboard отметили, что их собственные системы получаются гораздо большей ёмкости, чем у Tesla. Вероятно, компания пожертвовала ёмкостью ради красивого тонкого дизайна блока питания и ради большей эффективности охлаждения и безопасности. Один из французских мейкеров с форума под ником Glubux собрал блок на 28 кВтч. Он говорит, что этого хватает для всего дома, и пришлось даже купить электрическую духовку и индукционную плиту, чтобы куда-то расходовать излишки энергии.

Австралийский мейкер Питер Мэтьюс собрал блок на 40 кВтч, который питается от 40 солнечных панелей на крыше, благо в Австралии нет недостатка солнечных дней.

Самый большой самодельный блок, который удалось найти Motherboard , собран из 22 500 ячеек от ноутбуков и имеет ёмкость более 100 кВтч. От такого блока маленький дом может работать несколько месяцев – например, всю зиму – даже если солнечные панели полностью вышли из строя или неактивны.

А калифорнийский блогер Джеху Гарсия намерен собрать из батареек ноутбука систему на 1 мегаватт, крупнейшую подобную систему частного хранения энергии в США.

Большинство энтузиастов использует при сборке литий-ионные аккумуляторы модели 18650. Они обычно упакованы в цветные пластиковые корпуса и устанавливаются в ноутбуки и другую электронику. Новые аккумуляторы 18650 стоят около $5 за штуку, так что система выйдет немногим дешевле модели от Tesla. Поэтому сборщики обычно скупают бэушные аккумуляторы и вынимают аккумуляторы из выкинутых сломанных ноутбуков. К сожалению, многие люди просто выкидывают аккумуляторы вместе со сломанным ноутбуком, хотя они ещё вполне рабочие. По словам директора крупнейшей в США компании по переработке батарей Call2Recycle, около 95% аккумуляторов не используются повторно, а заканчивают свой путь на свалке, хотя почти все типы батарей могут быть использованы повторно в том или ином виде.

Найти достаточное количество выброшенной техники не так просто, а в последнее время стало ещё труднее, потому что многие люди начали собирать из них собственные энергетические системы вроде Powerwall, а производители ноутбуков вообще не поощряют повторное использование их аккумуляторов в самодельной технике не их фирмы.

После находки батарей их тестируют, затем «обновляют» через cycling с полным разрядом. Потом батареи объединяет в «упаковки». Такие коробки для сотни батарей можно купить на рынке или собрать самостоятельно. Наверх прикрепляют электропроводящие медные «шины» (busbars), а к ним припаивают контакты батарей.


Вся структура прикрепляются к инвертору и монтируется в стойке, которая устанавливается обычно на улице. Можно установить там систему мониторинга для контроля температуры с автоматическим отключением банков энергии, которые слишком сильно разогрелись.

Сейчас уже сформировалось целое сообщество мейкеров со всего мира, которые конструируют такие «аккумуляторные домашние фермы» из старых батарей ноутбуков, чтобы хранить электричество от солнечных батарей. Сообщество объединяет энтузиастов со всего мира, они делятся опытом и советами по безопасности, инженерным системам, совместимости разных типов батарей и т. д. Успех и безопасность Powerwall доказала, что это действительно безопасные системы, пригодные для постоянного долговременного использования (у Powerwall гарантия 10 лет).

Сегодня мы изготовим достаточно простое устройство, а точнее источник питания – самодельный аккумулятор напряжения. Как известно, два разных металла погруженные в раствор электролита, способны в себе накапливать электрический ток. В качестве электродов было решено использовать медную и алюминиевую фольгу (на мой взгляд они самые доступные).

Кроме фольги нам еще понадобится – лист бумаги, прозрачный скотч и сам сосуд, в котором мы поместим банку аккумулятора (очень удобно использование стеклянного сосуда из – под нафтизина или валерианных таблеток).

Смотрим на фотографии.

Фольги почти одинакового размера, только алюминиевая фольга чуть длиннее, причины этому нет, просто на медную фольгу легче нанести припой, чем на алюминиевую и провод к фольге не припаян, просто свернут в нее затем зажат при помощи плоскогубцы.

Далее обе фольги были завернуты в лист бумаги. Не допустимо касание металлов друг к другу, между ними ограждением служит лист бумаги. Затем фольги нужно взять вместе и завернуть в кружок и обмотать ниткой или прозрачным скотчем.

Затем изготовленный сверток нужно поместить в сосуд. После этого берем 50 мл воды и разбавляем в нее 10 – 20 граммов соли. Раствор хорошенько перемешиваем и подогреваем до тех пор, пока вся соль не расплавится.

После расплавления соли раствор заливаем в сосуд, где у нас готовая заготовка для нашего самодельного аккумулятора. После заливки ждем несколько минут и измеряем напряжение на проводах аккумулятора. Забыл уточнить полярность аккумулятора, медная фольга – плюс питания, алюминиевая соответственно минус. Измерения покажут напряжение порядка 0,5-0,7 вольт. Но первоначальное напряжение ни о чем не говорит. Нужно зарядить наш аккумулятор. Заряжать можно от любого источника постоянного тока с напряжением 2,5-3 вольт, зарядка длится пол часа. После зарядки опять измеряем напряжение, оно возросло до 1,3 вольт и может достигать до 1,45 вольт. Максимальный ток такого самодельного аккумулятора может достигать до 350 миллиампер.

Можно изготовить несколько таких аккумуляторов и использовать как резервный источник питания скажем для светодиодной панели или фонаря. Для повышения мощности аккумулятора можно использовать фольгу больших размеров, но конечно такой самопальный аккумулятор держать заряд будет не очень долго (в течении одной недели заряд иссякнет), еще один минус – малый срок службы (не более 3 месяцев), поскольку на меди образуется оксид а во время процесса заряд-разряд алюминиевая фольга начинает поддаваться коррозии и постепенно разделится на мелкие кусочки, но думаю для экспериментов стоит попробовать собрать такой простенький аккумулятор.

75 фото как сделать зарядку в домашних условиях

На сегодняшний момент, достаточно много различных устройств, работающих на батарейках. И тем досаднее, когда в самый неподходящий момент наше устройство перестает работать, потому что батарейки попросту сели, а их заряда недостаточно для нормального функционирования прибора.

Приобретать каждый раз новые батарейки довольно затратно, а вот попытаться изготовить своими руками самодельное устройство для зарядки пальчиковых аккумуляторов вполне себе стоит.

Многие умельцы отмечают, что предпочтительнее заряжать подобные аккумуляторы (AA или AAA) с помощью постоянного тока, потому что такой режим наиболее выгоден в плане безопасности для самих батареек. Вообще, переданная сила заряда от сети составляет порядка 1,2-1,6 от значения емкости самого аккумулятора. К примеру, никель-кадмиевый аккумулятор, емкость которого будет составлять 1А/ч, будет заряжаться током емкостью 1,6 А/ч. При этом, чем меньше показатель данной мощности, тем лучше для процесса зарядки.

Зачем нужен аккумулятор?

Универсальная батарея пригодится в поездках. Не нужно будет возить с собой все зарядные устройства. Можно сделать аккумулятор, который по габаритам и удобству в использовании будет соответствовать всем запросам.

Также можно самостоятельно сделать автоматическое зарядное устройство аккумулятора, которое пригодится в зимнее время года. Даже если гараж или стоянка отапливаются, аккумулятор все равно испытывает недостаток тепла. Поэтому он быстро разражается.

Можно в перерывах пополнять резерв его работы при помощи самодельной зарядки, и тогда можно будет смело ехать на дальние расстояния даже при самых суровых погодных условиях.

Зарядное устройство для АА аккумуляторов

Сегодня многие устройства работают на батарейках. Основной минус – сложно отследить, как скоро закончится заряд. И если в самый неподходящий момент батарейки сели, а идти в магазин за новыми времени нет, можно воспользоваться самодельным аккумулятором.

Чтобы сделать зарядное аккумуляторов АА своими руками, понадобится:

  • флюс;
  • припой;
  • паяльник;
  • пинцет;
  • тестер;
  • отвертки.

Тестер нужен для проверки работоспособности радиодеталей для сравнения со стандартными показателями.

Также понадобится батарейный отсек и корпус. Отсек берем от любой детской игрушки (например, от «Тетриса», который был очень популярен в 90-ые годы). Также подойдет любой футляр из пластмассы.

Дальше процесс выглядит так:

  • Отсек для батарей крепим к корпусу шурупами. За основу можно взять плату игровой приставки. Выпиливаем все по этому образцу и оставляем гнездо питания.
  • Соединяем паяльником детали, ориентируясь на схему. Не забывайте учитывать полярность: плюс припаивается к плюсу.
  • Для шнура можно использовать кабель от компьютерной мышки с USB-входом.
  • Проверяем напряжение от шнура. На тестере отобразится показатель в 5В.
  • Устанавливаем зарядный ток. Тестер подключаем так, чтобы минус соединялся с аккумулятором, а плюс – с диодом.
  • Режим тока ставим на 200 мА и включаем в сеть. Светодиод загорелся – значит, вы все сделали верно.
  • Теперь нужно установить показатель тока зарядки, изменяя сопротивление. Точно так же делаем второй аккумулятор типа АА.

Процесс изготовления

В современном мире существует достаточно много бытовых приборов, оснащенных специальным временным таймером, отсчитывающим определенный промежуток, затем сигнализируя об его окончании. При изготовлении своими руками устройства для зарядки пальчиковых аккумуляторов, можно также применить данную технологию, которая уведомит вас об окончании процесса заряда аккумуляторов.

Зарядное устройство для пальчиковых аккумуляторов AAпредставляет собой прибор, генерирующий постоянный ток, заряжая мощностью до 3 А/ч. При изготовлении использовалась самая обычная, даже классическая схема, которую вы видите ниже. Основой, в данном случае, является транзистор VT1.

Напряжение на данном транзисторе обозначено с помощью светодиода красного цвета VD5, выполняющий роль индикатора, при включении прибора в сеть. Резистор R1 задает определенную мощность токов, проходящих через данный светодиод, в результате чего колеблется напряжение в нем. Значение коллекторного тока формируется сопротивлением от R2 до R5, которые включены в VT2 — так называемую «эмиттерную цепь». При этом, меняя значения сопротивления, можно контролировать степень зарядки. R2 постоянно включен в VT1, задавая ток постоянного действия с минимальным значением — 70 мА. Чтобы повысить мощность заряда, необходимо подключать остальные резисторы, т.е. R3,R4 и R5.

Из чего сделать зарядное устройство для автомобиля

Такие специфические варианты, как аккумуляторы из активированного угля или поваренной соли рассматривать не стоит, если вы дорожите машиной. Есть более безопасный и простой вариант, который с. Успехом воплотит в жизнь любой водитель.

Сегодня для производства аккумуляторов используют литий-полимерные и литий-ионные батареи. Они тоже работают на основе химической реакции, но без использования электролита. Это позволяет говорить об их безопасности, потому что в процессе работы таких зарядок не возникнет химическая реакция.

К тому же, литиевые батареи стоят недорого, работают стабильно и подходят для изготовления зарядных устройств для любой цели. Они широко используются при производстве фонариков, телефонов и электроники.

Сколько батарей взять?

Чтобы сделать простое зарядное устройство для автомобильного аккумулятора, нужно рассчитать, сколько литиевых батарей нужно взять.

У одного бочонка напряжение 3,7 Вольт и вес примерно 100 граммов. Емкость отличается и может варьироваться в пределах 1,505 А・ч. Для автомобиля маловато, но можно просто взять больше аккумуляторов, чтобы соблюсти все показатели мощности.

Для машины нужно импульсное зарядное устройство из трех аккумуляторов. В сумме должно получиться напряжение 11-12 Вольт. Но обращать внимание лучше на показатели емкости. У автомобильных аккумуляторов она составляет примерно 60 А・ч.

Три аккумулятора дают 5 А・ч. Значит, нужное напряжение и силу тока можно получить, используя 38-40 таких батарей. Их вполне хватит для зарядки аккумулятора автомобиля.

Простые схемы для зарядки самых разных аккумуляторов

Приветствую, Самоделкины!
Сегодня мы рассмотрим 3 простые схемы зарядных устройств, которые могут быть использованы для зарядки самых разных аккумуляторов.


Первые 2 схемы работают в линейном режиме, а линейный режим в первую очередь означает сильный нагрев. Но зарядное устройство вещь стационарная, а не портативная, чтобы КПД было решающим фактором, так что единственный минус представленных схем – это то, что они нуждаются в больших радиатор охлаждения, а в остальном все хорошо. Такие схемы всегда применялись и будут применяться, так как имеют неоспоримые плюсы: простота, низкая себестоимость, не «гадят» в сеть (как в случае импульсных схем) и высокая повторяемость.

Рассмотрим первую схему:


Данная схема состоит всего из пары резисторов (с помощью которых задается напряжение окончания заряда или выходное напряжение схемы в целом) и датчика тока, который задает максимальной выходной ток схемы.


Если нужно универсальное зарядное устройство, то схема будет выглядеть следующим образом:


Вращением подстроечного резистора можно задать любое напряжение на выходе от 3 до 30 В. По идее можно и до 37В, но в таком случае на вход нужно подавать 40В, чего автор (AKA KASYAN) делать не рекомендует. Максимальный выходной ток зависит от сопротивления датчика тока и не может быть выше 1,5А. Выходной ток схемы можно рассчитать по указанной формуле:


Где 1,25 — это напряжение опорного источника микросхемы lm317, Rs — сопротивление датчика тока. Для получения максимального тока 1,5А сопротивление этого резистора должно быть 0,8 Ом, но на схеме 0,2 Ома.


Дело в том, что даже без резистора максимальный ток на выходе микросхемы будет ограничен до указанного значения, резистор тут в большей степени для страховки, а его сопротивление снижено для минимизации потерь. Чем больше сопротивление, тем больше на нем будет падать напряжение, а это приведет к сильному нагреву резистора.

Микросхему обязательно устанавливают на массивный радиатор, на вход подается не стабилизированное напряжение до 30-35В, это чуть меньше максимально допустимого входного напряжения для микросхемы lm317. Нужно помнить, что микросхема lm317 может рассеять максимум 15-20Вт мощности, обязательно учитывайте это. Также нужно учитывать то, что максимальное выходное напряжение схемы будет на 2-3 вольта меньше входного.

Зарядка происходит стабильным напряжением, а ток не может быть больше выставленного порога. Данная схема может быть использована даже для зарядки литий-ионных аккумуляторов. При коротких замыканиях на выходе ничего страшного не произойдет, просто пойдет ограничение тока и, если охлаждение микросхемы хорошее, а разница входного и выходного напряжения небольшое, схема в таком режиме может проработать бесконечно долгое время.


Собрано все на небольшой печатной плате.


Ее, а также печатные платы для 2-ух последующих схем можете вместе с общим архивом проекта.

Вторая схема

из себя представляет мощный стабилизированный источник питания с максимальным выходным током до 10А, была построена на базе первого варианта.


Она отличается от первой схемы тем, что тут добавлен дополнительный силовой транзистор прямой проводимости.


Максимальный выходной ток схемы зависит от сопротивления датчиков тока и тока коллектора использованного транзистора. В данном случае ток ограничен на уровне 7А.
Выходное напряжение схемы регулируется в диапазоне от 3 до 30В, что у позволит заряжать практически любые аккумуляторы. Регулируют выходное напряжение с помощью того же подстроечного резистора.


Этот вариант отлично подходит для зарядки автомобильных аккумуляторов, максимальный ток заряда с указанными на схеме компонентами составляет 10А.

Теперь давайте рассмотрим принцип работы схемы. При малых значениях тока силовой транзистор закрыт. При увеличении выходного тока падение напряжения на указанном резисторе становится достаточным и транзистор начинает открываться, и весь ток будет протекать по открытому переходу транзистора.


Естественно из-за линейного режима работы схема будет нагреваться, особенно жестко будут греться силовой транзистор и датчики тока. Транзистор с микросхемой lm317 прикручивают на общий массивный алюминиевый радиатор. Изолировать подложки теплоотвода не нужно, так как они общие.

Очень желательно и даже обязательно использование дополнительного вентилятора, если схема будет эксплуатироваться на больших токах. Для зарядки аккумуляторов, вращением подстроечного резистора нужно выставить напряжение окончания заряда и все. Максимальный ток заряда ограничен 10-амперами, по мере заряда батарей ток будет падать. Схема коротких замыканий не боится, при КЗ ток будет ограничен. Как и в случае первой схемы, если имеется хорошее охлаждение, то устройство сможет долговременно терпеть такой режим работы. Ну а теперь несколько тестов:

Как видим стабилизация свое отрабатывает, так что все хорошо. Ну и наконец
третья схема:


Она представляет из себя систему автоматического отключения аккумулятора при полном заряде, то есть это не совсем зарядное устройство. Начальная схема подвергалась некоторым изменением, а плата дорабатывалась в ходе испытаний.

Рассмотрим схему.


Как видим она до боли простая, содержит всего 1 транзистор, электромагнитное реле и мелочевку. У автора на плате также имеется диодный мост по входу и примитивная защита от переполюсовки, на схеме эти узлы не нарисованы.


На вход схемы подается постоянное напряжение с зарядного устройства или любого другого источника питания.


Тут важно заметить, что ток заряда не должен превышать допустимый ток через контакты реле и ток срабатывания предохранителя.


При подаче питания на вход схемы, заряжается аккумулятор. В схеме есть делитель напряжения, с помощью которого отслеживается напряжение непосредственно на аккумуляторе.


По мере заряда, напряжение на аккумуляторе будет расти. Как только оно становится равным напряжению срабатывания схемы, которое можно выставить путем вращения подстроечного резистора, сработает стабилитрон, подавая сигнал на базу маломощного транзистора и тот сработает.


Так как в коллекторную цепь транзистора подключена катушка электромагнитного реле, последняя также сработает и указанные контакты разомкнутся, а дальнейшая подача питания на аккумулятор прекратится, заодно и сработает второй светодиод, уведомив о том, что зарядка окончена.


Для настройки схемы на ее выход подключается конденсатор большой емкости, он у нас в роли быстро заряжаемого аккумулятора. Напряжение конденсатора 25-35В.


Сперва подключаем ионисторы или конденсатор к выходу схемы, соблюдая полярность. По окончании заряда сперва отключаем зарядное устройство от сети, затем аккумулятор, иначе реле будет ложно срабатывать. При этом ничего страшного не случится, но звук неприятный. Далее берем любой регулируемый источник питания и выставим на нем то напряжение, до которого будет заряжаться аккумулятор и подключаем блок к входу схемы.


Затем медленно вращаем обычный резистор до тех пор, пока не сработает красный индикатор, после чего делаем один полный оборот подсроечника в обратном направлении, так как схема имеет некоторый гистерезис.

Как видим все работает. Благодарю за внимание. До новых встреч! Источник

Доставка новых самоделок на почту Получайте на почту подборку новых самоделок. Никакого спама, только полезные идеи!

*Заполняя форму вы соглашаетесь на обработку персональных данных

Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.

Стоит ли делать такое зарядное устройство?

У данного решения есть свои плюсы:

  • небольшой вес;
  • простота изготовления;
  • низкая себестоимость;
  • компактность.

Но из минусов стоит выделить проблемы при зарядке от генератора и сложности в эксплуатации при низких температурах. Также зарядное устройство обладает низкой надежностью и может не сработать в самый ответственный момент. Однако использовать его в качестве резервной зарядки — неплохой вариант.

Теперь вы знаете, зачем нужно было учить физику в школе. Каждый человек может попробовать сделать зарядное устройство для литиевых аккумуляторов своими руками. Это не только экономия денег, но и новые знания!

Техника безопасности

Заводские зарядные устройства являются безопасными в эксплуатации. С этой точки зрения, самодельные приборы не столь надежны и это их основной недостаток. При работе с ними следует придерживаться нескольких правил безопасности:

  • Батарею и ЗУ необходимо расположить на несгораемой поверхности.
  • При работе с простейшим устройством следует использовать средства индивидуальной защиты — резиновый коврик и изолирующие перчатки.
  • Когда ЗУ используется впервые, необходимо внимательно следить за ходом зарядки.
  • Основными параметрами, которые следует контролировать, являются ток, напряжение на клеммах батареи, температура корпуса ЗУ и АКБ.
  • Если самодельное зарядное устройство планируется оставлять на ночь, необходимо предусмотреть систему аварийного отключения от сети.

Правильно собранное самодельное зарядное устройство может стать хорошей альтернативой заводскому прибору. Кроме этого, используя подручные материалы и детали от вышедших из строя устройств, можно неплохо сэкономить.

Эффективная и простая батарейка из картошки

Совершенно оригинальным приспособлением, для того чтобы заинтересовать детей среднего школьного возраста, является батарейка из картошки. Да что там дети! Многие взрослые с интересом занимаются изготовлением, а также исследованием такого источника постоянного тока. Для конструирования не нужны специальные инструменты и приборы – подойдут подручные средства. Тем более, на изготовление достаточно потратить всего несколько минут.

Для чего нужна картофельная батарейка

Батарейка из картошки – это нестандартное приспособление, которое не может использоваться для подпитки приборов в бытовых условиях. Но зато ему легко найти применение в других целях и рассматривать процесс изготовления, например, как:

  • Замечательный проект для научной выставки.
  • Совместное изучение физики детьми и родителями.
  • Необычное хобби, которым можно удивить знакомых.

В основном такие приспособления служат для демонстрации или инсталляции физических законов. Дети очень любят проводить опыты по исследованию электрического тока.

Какие инструменты понадобятся для создания овощной батарейки

Чтобы сделать овощ источником постоянного тока, необходимы дополнительные инструменты и материалы, так как сам по себе он не будет производить электричество. Батарейка из картошки получится при использовании таких материалов:

  • 2-3 больших картофелины.
  • Гвозди из цинка и меди.
  • Одножильный провод из меди.
  • Амперметр, лучше мультиметр.
  • Светодиод.

Дополнительно понадобятся паяльник, пассатижи, ножницы для резки металла. Желательно подготовить рабочее место и дополнительно взять влажную тряпку для протирания поверхности.

Картофель является самым подручным материалом, но умельцы часто экспериментируют, используя цитрусовые, другие овощи и фрукты. Принцип изготовления, а также использования такой же, как и с картошкой. Просто нужно взять немного больше проволоки и гвоздей.

Особенности изготовления необычного источника энергии

Не нужно иметь огромного багажа знаний по физике или быть мастером на все руки, чтобы понять, как сделать батарейку из картошки. Справиться с заданием сможет даже ребенок. Принцип изготовления картофельной батарейки:

  1. Нужно сначала подготовить медную проволоку. Убрать изолятор, если он присутствует, и хорошо зачистить концы провода.
  2. К одному концу проволоки примотать медный гвоздь, а к другому – цинковый. Если припаять проволоку к элементам, то уменьшится потеря в напряжении.
  3. Последовательно разложить картофель и соединить овощи элементами из проволоки и гвоздей. В каждую единицу втыкаются два разных гвоздя. Если в первую вставлен цинковый гвоздь, логично, что во вторую – медный. Значит, в другую часть второй картошки нужно воткнуть гвоздь из цинка.
  4. Далее стоит произвести замеры постоянного тока: к щупам мультиметра или амперметра прижать конечные гвозди. Три картошки могут показать напряжение 1,5 В.
  5. Можно увеличить количество элементов в цепи из овощей. Достаточно разрезать каждую картошку на несколько частей. Тогда напряжение возрастет.

Благодаря таким показателям, батарейка из картошки сможет зажечь небольшой светодиод. Достаточно лишь два конечных гвоздя с первой и с последней картошки присоединить к проводкам осветительного элемента.

Принцип действия такого приспособления

Перед тем как приступить к изготовлению овощной батареи, можно произвести замер. Достаточно воткнуть в картошку щупы микрометра. На табло сразу же выскочит результат с показателем в несколько милливольт. Если приложить провода прибора к монетам, которые потом вкладываются в срез на картошке, то показатели увеличатся.

В картошке содержатся соли и кислоты, которые играют роль электролита. Цинковый и медный элементы являются анодом и катодом соответственно. Можно использовать элементы из стали или алюминия, но показатели напряжения будут ниже, так как материал имеет высокое сопротивление.

Батарейка из лимона и картошки будет намного эффективней, чем источник тока из единственного овоща. Благодаря окислительным процессам, которые происходят при взаимодействии цинка, меди и кислот, и вырабатывается электрический ток. Электроды последовательно двигаются от анода к катоду с определенной скоростью. Батарейка из картошки в домашних условиях работает по этому же принципу. Поэтому говорить о том, что в картошке сосредоточен ток, глупо.

% PDF-1.3 % 98 0 объект > эндобдж xref 98 80 0000000016 00000 н. 0000001948 00000 н. 0000002677 00000 н. 0000003295 00000 н. 0000003648 00000 н. 0000004593 00000 н. 0000005154 00000 н. 0000005354 00000 п. 0000005551 00000 н. 0000005857 00000 п. 0000006065 00000 н. 0000007015 00000 н. 0000007955 00000 п. 0000007978 00000 н. 0000008184 00000 п. 0000008543 00000 н. 0000009488 00000 н. 0000010431 00000 п. 0000010952 00000 п. 0000011897 00000 п. 0000012098 00000 п. 0000012295 00000 п. 0000012659 00000 п. 0000018360 00000 п. 0000018383 00000 п. 0000025874 00000 п. 0000025897 00000 п. 0000034716 00000 п. 0000034739 00000 п. 0000035060 00000 п. 0000035252 00000 п. 0000036196 00000 п. 0000044870 00000 п. 0000044893 00000 п. 0000052324 00000 п. 0000052347 00000 п. 0000060971 00000 п. 0000060994 00000 п. 0000068912 00000 п. 0000068935 00000 п. 0000070476 00000 п. 0000085933 00000 п. 0000089624 00000 п. 0000093163 00000 п. 0000101578 00000 н. 0000106086 00000 н. 0000111061 00000 п. 0000119743 00000 н. 0000129949 00000 н. 0000135553 00000 н. 0000138548 00000 н. 0000139953 00000 н. 0000140066 00000 н. 0000140179 00000 н. 0000140319 00000 п. 0000140447 00000 н. 0000140560 00000 н. 0000140700 00000 н. 0000140811 00000 п. 0000140924 00000 н. 0000141059 00000 н. 0000141170 00000 н. 0000141283 00000 н. 0000141418 00000 п. 0000141529 00000 н. 0000141642 00000 н. 0000141777 00000 н. 0000141888 00000 н. 0000142001 00000 н. 0000142136 00000 н. 0000142247 00000 н. 0000142360 00000 н. 0000142495 00000 н. 0000143404 00000 н. 0000143766 00000 н. 0000144675 00000 н. 0000145037 00000 н. 0000145946 00000 н. 0000002067 00000 н. 0000002655 00000 н. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 99 0 объект > / Контуры 62 0 R / Метаданные 97 0 R >> эндобдж 176 0 объект > транслировать Hb“b`f`g“fb @

Как сделать мощный самодельный аккумулятор

Шаг 1. Подготовка измерителя напряжения.Шаг 2: Наполните чашку водой. Шаг 3: Добавьте столовую ложку основной соли в стакан с водой. Шаг 4: Купер-стрип. Шаг 5: Цинковая полоска. Шаг 6: Присоедините измеритель напряжения. Шаг 7. Проверьте новую батарею.

Как сделать дома аккумулятор повышенной мощности?

Чтобы сделать аккумулятор дома, все, что вам нужно, – это два разных типа металла, несколько медных проводов и токопроводящий материал. Многие предметы домашнего обихода можно использовать в качестве проводящего материала, в который вы помещаете металлы, например, соленую воду, лимон или даже грязь.

Как сделать аккумулятор в домашних условиях?

Вы можете сделать батарею на 1,5 В, поместив медную и алюминиевую шины в чашку с водой. А затем соедините их над водой куском проволоки. Налейте в воду чайную ложку отбеливателя, и у вас будет первая батарейка. Провод теперь передает электричество напряжением 1,5 вольта от одной шины к другой.

Может ли соленая вода заряжать аккумулятор?

Когда соленая вода течет по электродам, они захватывают ионы, образуя заряженную батарею.Когда соленая вода заменяется пресной, цикл может быть обращен вспять, но для этого электроны должны проходить между двумя электродами, создавая полезный ток.

Как сделать дома аккумулятор с соленой водой?

Налейте в банку или миску 2 стакана воды. Залить 1 ст. соли в воду и перемешайте до полного растворения. Подсоедините один зажим из крокодила к одному металлическому объекту, а второй зажим – ко второму металлическому объекту.

Как заставить аккумулятор взорваться?

Батарея может взорваться, если источники статического электричества вызовут искру рядом с батареями.Также открытый огонь или сварочные искры или любые другие искры рядом с батареями, когда они заряжены, могут вызвать пожар или взрыв. По мере зарядки аккумуляторов выделяются водородные газы.

Можно ли наклеивать аккумуляторы фольгой?

3 ответа. Батарея будет нормально. Приведет ли гальваническая коррозия к повреждению аккумулятора или контактных материалов? Хотя гальваническая коррозия возможна между алюминием и никелем (или никелем и любым другим металлом), в большинстве сред это не проблема.

Что произойдет, если обернуть аккумулятор алюминиевой фольгой?

Сначала он нагревается, затем он может стать достаточно горячим, чтобы сжечь фольгу и вызвать небольшой пожар. Даже если этого не произойдет, аккумулятор просто очень быстро разрядится.

Как мне сделать мою текущую батарею выше?

Используйте метод, известный как «последовательное соединение», чтобы сделать самодельный аккумуляторный блок большой мощности. Батареи, соединенные последовательно, объединяют напряжение от каждой батареи, но срок службы остается неизменным.Например, если вы подключите последовательно четыре 6-вольтовых батареи, вы получите 24-вольтовые батареи.

Как сделать батарею для отбеливателя?

Создайте батарею с отбеливателем, когда в следующий раз вам понадобится проект с научной выставки. Наполните пластиковую или другую неметаллическую чашку на 2/3–3 / 4 водопроводной водой. Добавьте следующее: 1 чайная ложка соли, 1 чайная ложка уксуса и примерно 1 чайная ложка бытового отбеливателя (хорошо подойдет Clorox Bleach).

Почему копейка работает?

Батареи – это устройства, преобразующие химическую энергию в электрическую.В батарее Вольта и вашей копейке на цинковом электроде происходит реакция окисления, которая высвобождает электроны, а реакция восстановления происходит на медном электроде, который их использует.

Сколько вольт производит соленая вода?

Один грамм воды растворяет семь граммов натрия FSI. В результате получается прозрачный солевой раствор с электрохимической стабильностью до 2,6 В – в два раза больше, чем у других водных электролитов.

Как сделать батарею из монеты и фольги?

В аккумуляторе закончились монеты и фольга Шаг 1: Необходимые материалы: Шаг 2: Вырежьте круги размером с монету из алюминиевой фольги и картона.Шаг 3: Окуните круги, сделанные из картона, в смесь уксуса и соли. Шаг 4: соедините их вместе. Шаг 5: Измерьте. Шаг 6: Поместите провода.

Что произойдет, если вы попытаетесь сделать батарею с цинковым анодом и цинковым катодом?

Добавление анодов и катодов к батарее вызывает большее количество химических реакций между цинком и кислотными соками, что приводит к увеличению выходного напряжения батареи.

Как поэтапно изготавливаются батарейки?

В этом и следующем выпуске вы узнаете об основных этапах производства: Шаг 1. Стальной контейнер.VARTA производит около миллиарда батарей в год различных размеров. Шаг 2: Катодные кольца. Шаг 4: Жидкий электролит. Шаг 6: гвоздь коллектора тока. Шаг 7: Упаковка. Внутреннее устройство батареи.

Что входит в состав батарей?

Свинцово-кислотный аккумулятор (перезаряжаемый): это химический состав, используемый в типичном автомобильном аккумуляторе. Электроды обычно изготавливаются из диоксида свинца и металлического свинца, а электролит – это раствор серной кислоты.

Что является основным ингредиентом батарей?

Средняя щелочная батарея AAA, AA, C, D, 9 В или кнопочная батарея изготовлена ​​из стали и смеси цинка / марганца / калия / графита, а оставшаяся часть состоит из бумаги и пластика.Поскольку все эти «ингредиенты» батареи нетоксичны, их можно перерабатывать.

Кто производит аккумуляторы для соленой воды?

Хотя технология морских аккумуляторов предлагает отличные возможности для хранения энергии, она все еще нова на рынке. В настоящее время существует только одна компания, Aquion, известная производством аккумуляторов.

Какие материалы используются для изготовления аккумуляторов?

Важнейшее сырье, используемое при производстве литий-ионных аккумуляторов (LIB), включает литий, графит, кобальт и марганец.

Что делать, если взорвалась батарея?

Лекарство – промыть большим количеством воды. Удалив большую часть химического вещества водой, нейтрализуйте оставшееся уксусом или лимонным соком. Однако не используйте эти химические вещества перед промывкой водой, потому что кислотно-щелочная реакция выделяет достаточно тепла, чтобы вызвать серьезный ожог.

Что вызывает разрядку аккумулятора?

Распространенными причинами разряда аккумулятора являются оставление фар или внутреннего освещения, отказ системы зарядки, коррозия или просто оставление автомобиля на стоянке на долгое время.

Какие два типа батарей?

В основном все электрохимические элементы и батареи делятся на два типа: Первичные (неперезаряжаемые) Вторичные (перезаряжаемые) 25 мая 2021 г.

Обзор самодельных батарей

Читатели, не знакомые с принципом работы батарей, могут захотеть посмотреть в нашем коротком уроке по основам работы с батареями перед началом этого урока.

работа от батареи

Простая батарея требует для работы трех частей: двух электродов, сделанных из разных материалов (обычно металлов), и электролита (обычно жидкость с ионами в растворе), который вступает в реакцию с электродами.

Аккумулятор работает, когда один из электродов (анод) растворяет положительно заряженные ионы в электролите, оставляя после себя избыточные электроны. В результате на аноде остается отрицательный заряд. Если затем соединить провод от анода к другому электроду (катоду), избыточные электроны будут течь по проводу до тех пор, пока они не будут равномерно распределены на двух электродах. Этот поток электронов через провод обеспечивает электрический ток. Со стороны катода поступающие электроны отрываются от катода и вступают в реакцию с ионами в электролите, освобождая путь для растворения большего количества анода и протекания большего количества электронов к катоду.

Этот процесс продолжается до тех пор, пока анод продолжает растворяться, и пока электролит продолжает реагировать с побочными продуктами и нейтрализовать их. В конце концов, либо анод, либо электролит заканчиваются (или электроды покрываются мусором от вторичных реакций), и батарея перестает работать.

материалы и характеристики батареи

Напряжение батареи зависит исключительно от протекающих химических реакций и, следовательно, от выбора материалов.Для высокого напряжения анод должен быть сильно реактивным с электролитом, в то время как катод должен быть как можно менее инертным. Обычные материалы для изготовления самодельных электродов – это цинк, алюминий, медь и сталь. Электролит часто представляет собой слабую кислоту (например, лимонную, уксусную или фосфорную) или водный раствор соли. Цинк обычно легче всего растворяется в этих электролитах и ​​лучше всего подходит для материала анода, хотя алюминий также работает при немного более низком напряжении. Медь и нержавеющая сталь являются хорошими катодами и обычно похожи по поведению, а нержавеющая сталь лишь немного менее реактивна по отношению к некоторым кислотам.Среди этих материалов самое высокое напряжение достигается с помощью цинка, нержавеющей стали и фосфорной кислоты, которые могут давать напряжение около 1,2 вольт.

Максимальный доступный ток батареи предсказать труднее. Это зависит не только от химического состава, но и от размера и близости электродов, а также от концентрации электролита. Более крупные и близкие электроды с более концентрированным электролитом дают более высокие токи.

Емкость аккумулятора определяется размером.Электроды большего размера с большим объемом и концентрацией электролита служат дольше при условии, что электроды не загрязняются до того, как закончатся основные химические вещества.

В таблицах 1 и 2 перечислены общие источники электродных металлов и электролитов.

901 проволока для напитков, фольга 901 , кровельные гвозди
Таблица 1: Некоторые источники для обычных электродов.
Электрод источник
цинк оцинкованные или оцинкованные болты или шайбы
алюминий банки для напитков, фольга
нержавеющая сталь крепежные болты или шайбы,

3 COOH)

Таблица 2: Некоторые источники обычных электролитов.
электролит источник
лимонная кислота (C 6 H 8 O 7 ) лимон, лайм, апельсин, грейпфрут, томатные соки2
уксус (от 4% до 8% уксусной кислоты), соленые огурцы
фосфорная кислота (H 3 PO 4 ) некоторые безалкогольные напитки (например, кока-кола), картофель
соленая вода водопроводная вода и поваренная соль (NaCl)


Рис.1: Батарея сделана из алюминиевой полосы от банки для безалкогольных напитков, куска медного заземляющего провода и стакана кока-колы. Выдает 0,75 вольта и максимум около 3 мА.
Рис. 2: Три лимонных батарейки, подключенные последовательно со светодиодом. Каждая батарея использует цинковую шайбу для анода и пенни для катода. Вместе три батареи вырабатывают чуть более 2,5 вольт и максимум около 0,1 мА.


Рис. 3: Гальваническая куча, сделанная из стопки пенсов, цинковых шайб и бумажных наклеек, пропитанных уксусом.Пачка помещена в пластиковую трубку для монет, которая используется коллекционерами монет. Двадцать ячеек уложены друг на друга, чтобы вырабатывать 15 вольт и максимальный ток около 0,2 мА.


Рис. 4: В концах трубки просверлены отверстия для доступа к концам батареи. Скрепки вставляются, как показано, для соединения.

примеров самодельных батарей

коксовая батарея

На рисунке 1 показана батарея, состоящая из куска толстого медного заземляющего провода, полоски алюминия от банки с газировкой и стакана с кока-колой.+ ⇒ H_2 (газ)} $$

После того, как аккумулятор проработает некоторое время, на медном катоде могут образоваться пузырьки водорода.

лимонная батарейка (и другие продукты)

Электролит не обязательно должен быть в стакане. Сок внутри лимона содержит лимонную кислоту, которая сама по себе обеспечивает хороший электролит. Отрежьте два параллельных ломтика лимона, вставьте пенни в один разрез, а цинковую шайбу в другой, и у вас есть батарея с питанием от лимона, которая обеспечивает около 1,0 вольт. На рис. 2 показаны три такие батареи, включенные последовательно для питания светодиода.

Другие цитрусовые (лаймы, апельсины, грейпфруты, мандарины, помидоры) тоже подходят. Картофель (содержащий фосфорную кислоту) и соленые огурцы (содержащие в уксусе уксусную кислоту) можно заменить.

простая гальваническая куча

Кусок бумаги или картона, пропитанный уксусом и зажатый между пенни и цинковой шайбой, образует батарею, которая может обеспечить напряжение около 0,5 вольт. Если положить несколько ячеек последовательно друг на друга, образуется «гальваническая кучка».На рис. 3 показаны 20 таких аккумуляторных элементов, уложенных друг на друга внутри пластиковой трубки того типа, который используется в коллекционерах монет. В торцах корпуса просверлены небольшие отверстия для доступа к концам батареи. Как показывает вольтметр, свая выдает около 15 вольт.

Еще более компактный аккумулятор можно сделать из копеек, без цинковых шайб. В 1982 году состав пенни США изменился с 95% меди с 5% цинка на 97,5% цинка с 2,5% медным покрытием. Взяв пенни, отчеканенный после 1982 года, и отшлифуя медь с одной стороны (для этой операции вам может понадобиться шлифовальный станок), вы можете создать сэндвич из меди и цинка, который идеально подходит для гальванической сваи.- $, которые были удалены на аноде, таким образом поддерживая баланс заряда в этой области. С добавлением соли водяная батарея может работать так же, как и упомянутые выше кислотные батареи.

дополнительные ресурсы

Обеспокоены мнением дяди Сэма об использовании американской валюты для научных экспериментов? Прочтите официальное сообщение по этому вопросу на странице https://www.federalregister.gov/articles/2007/04/16/E7-7088/prohibited -…, в котором говорится:

“Регламент включает исключение для лечения. монет достоинством 5 и 1 цент для образовательных, развлекательных, новаторских, ювелирных и подобных целей при условии, что обрабатываемые объемы и характер обработки ясно показывают, что такая обработка не предназначена как средство исключительно для получения прибыли от стоимости металлического содержания монет ».

Самодельные планы аккумуляторов | Креативная наука и исследования

14,95 $

Узнайте, как собрать свой собственный мощный самодельный аккумулятор! Запускайте фары, моторы и многое другое! Сэкономьте сотни долларов!


Планы доступны в формате Adobe Reader .pdf и могут быть загружены или отправлены вам на компакт-диске компьютера.

Все, что вы когда-либо хотели знать о создании своих домашних аккумуляторов. Мы покажем вам, как построить батарею Clorox Bleach. Этот тип аккумулятора очень мощный! Мы научим вас подходящей смеси Clorox и покажем, как построить батареи из ПВХ-трубы из строительного магазина.Батареи Clorox Bleach очень мощные, но их хватает всего на 1 неделю или меньше. (металлы корродируют слишком быстро). Но есть металл, который, как мы обнаружили, можно использовать в простой водопроводной воде, который не подвержен быстрой коррозии, и это нержавеющая сталь. Есть и другие металлы, которые используются в технологии топливных элементов, которые также очень медленно корродируют. Водопроводные батареи очень полезны в чрезвычайных ситуациях и могут использоваться для зажигания сверхъярких (белых) лампочек L.E.D в течение многих дней или недель подряд.Освещение L.E.D. – это самое высокоэффективное освещение в мире, и его лампы могут прослужить более 70 лет. Эти лампочки можно купить в Интернете менее чем за 2 доллара.

Используя этот тип аккумуляторной системы, можно просто наполнять батареи водопроводной водой каждые 4-7 недель, чтобы система оставалась чистой и работала нормально. По нашим оценкам, срок службы батареи составляет до 15 лет. Нам сказали, что некоторые больницы используют этот тип батареи в качестве батареи для аварийного освещения с длительным сроком службы.Они хранят их в своих подвалах – срок годности 70 лет и более (без воды). Вода и 2 особых металла производят электричество, поэтому вам никогда не придется заряжать эти батареи, просто заправляйте их водопроводной водой.

Эти лампы можно купить всего за 0,35 цента за штуку. Это новая технология, которая прослужит всю жизнь, до 22 лет и никогда не перегорит. Эти лампочки используют только небольшой ток в миллиампер для работы и 3,5 вольта постоянного тока для их зажигания.20 мА или меньше.

Купите 300 штук, чтобы осветить весь дом и подвал. Больше никаких темных комнат. Они сами окупятся, и вы можете использовать наши водяные батареи для их работы. Производители сейчас заменяют лампы накаливания фонариками на светодиодные, батарейки в фонариках теперь хватит на несколько дней.

Эти лампы очень яркие и сейчас заменяют все лампы Эдисона. Эти новые лампочки – будущее домашнего и делового освещения!

Экономия силы тока в часах – вот в чем суть.Экономит деньги и отлично подходит для экономики! Заряжайте эти лампочки от наших новых самодельных водяных батарей. Отлично подходит для освещения вашего дома в любой чрезвычайной ситуации. Если вам нужно достаточно энергии для питания вашего дома, посмотрите нашу модель бестопливного двигателя 2. Этот двигатель на свободной энергии также можно использовать в качестве мощного генератора переменного тока SP500 для питания всего дома!

Заряд от изменений: сделайте монетную батарею

Ключевые концепции
Химия
Электричество
Аккумулятор
Химическая реакция

Введение
Вы когда-нибудь задумывались над тем, как ваш телефон, ноутбук или фонарик работает без подключения к розетке? Откуда берется электроэнергия, которая заставляет работать все эти портативные устройства? Вы, наверное, знаете ответ: они используют батарейки! Но знаете ли вы, как работают эти батарейки? Батареи хранят электрическую энергию в форме химической энергии, что означает, что электрохимические реакции внутри батарей создают электричество.Это может показаться сложным, но это проще, чем вы думаете! В этом упражнении вы создадите простую самодельную батарею, используя только плотную бумагу, уксус, соль, пригоршню пенсов и стиральных машин, и докажете, что она работает, зажег светодиод!

Фон
Электричество – это наличие электрического заряда, который может быть как положительным, так и отрицательным. Электрический ток генерируется движущимися зарядами, обычно в форме электронов или ионов. В батареях эти движущиеся заряды создаются в результате химических реакций, то есть электрическая энергия получается из химической энергии.Основными компонентами батареи являются два электрода, обычно сделанные из углерода или двух разных металлов, и электролит, который представляет собой жидкость или пасту, контактирующую с обоими электродами. Электроды и электролит должны быть электрически проводящими, чтобы электроны и ионы могли переходить от одного электрода к другому. Вопрос теперь в том, откуда берутся электроны? Здесь в игру вступает химия.

Электроны генерируются посредством электрохимических окислительно-восстановительных реакций (окислительно-восстановительных), в которых отрицательные заряды (в форме электронов) передаются от одного химического вещества (или металла) к другому.Электроны и ионы, высвобождаемые во время этих реакций, проходят через электролит от одного электрода к другому. Во время этого процесса один электрод высвобождает электроны, а другой принимает их, замыкая электрическую цепь. Есть много разных типов батарей, которые используют разные химические реакции для генерации электронов; два общих – литий-ионный и никель-кадмиевый. В этом упражнении вы сделаете медно-цинковую батарею, используя в качестве электролита раствор уксуса и соли. Как вы думаете, ваша батарея будет вырабатывать достаточно электроэнергии для питания светодиода?

Материалы

  • 20 металлических шайб (оцинковка; размер копейки)
  • 20 пенсов (желательно блестящие)
  • Карандаш
  • Бумага плотная
  • Ножницы
  • Чаша
  • Уксус
  • Соль поваренная
  • Ложка
  • Маленький белый или красный светодиод
  • Бумажные полотенца
  • Рабочее место, устойчивое к разливу уксуса
  • Калькулятор (необязательно)
  • Алюминиевая фольга (опция)
  • Мультиметр (опция)


Препарат

Примечание: В этом упражнении вы сделаете аккумулятор очень низкого напряжения.Эта самодельная батарея обеспечивает безопасное количество электроэнергии; Однако более высокое напряжение электричества может быть очень опасным и даже смертельным, и вам никогда не следует экспериментировать с коммерческими батареями или розетками.

  • Обведите карандашом 20 раз монетку на цветной бумаге.
  • Вырежьте все кусочки бумаги размером с монету.
  • Налейте немного уксуса в миску и добавьте достаточно соли, чтобы получился насыщенный раствор. Это означает, что не вся соль может раствориться.Смешайте ложкой.
  • Положите в миску 15 кусочков бумаги размером с монету и дайте им впитаться в уксусно-солевом растворе на пять минут.


Процедура

  • Возьмите одну шайбу и поместите ее на свое рабочее место. Из какого материала сделана шайба?
  • Возьмите пропитанный кусок плотной бумаги и поместите его на стиральную машину. Как вы думаете, почему строительную бумагу нужно замачивать в уксусно-солевом растворе?
  • Затем поместите еще одну шайбу на пропитанный кусок бумаги.
  • Затем поместите еще одну шайбу поверх этой шайбы. Добавьте еще один кусок пропитанной цветной бумаги, а затем добавьте еще две шайбы поверх него.
  • Повторяйте чередование пропитанной бумаги и двух шайб, пока вы не используете в общей сложности девять шайб. Вы должны закончить с двумя шайбами ​​поверх пропитанного листа бумаги.
  • Протрите бумажным полотенцем стороны стопки стиральной машины. Убедитесь, что сбоку он высох.
  • Также убедитесь, что пропитанная бумага не касается более одной шайбы с каждой стороны.
  • Возьмите светодиод и разведите два контактных штыря. Затем протолкните длинный стержень светодиода под стопку так, чтобы он плотно прилегал к шайбе внизу. Поместите короткий штифт поверх шайбы в стопку и прижмите ее. Следите за светодиодом. Свет загорается, когда вы соединяете штифты с верхней и нижней частью стопки шайбы?
  • Сделайте вторую стопку таким же образом, но на этот раз используйте пенни вместо шайб. Из какого материала сделаны монеты?
  • Когда стопка пенни будет заполнена, высушите ее по бокам и убедитесь, что пропитанная бумага касается только одного пенни с каждой стороны.
  • Затем снова возьмите светодиод и подсоедините длинный стержень к нижней монете, а короткий стержень – к верхней. Вы видите, как загорается светодиод, когда вы касаетесь монет?
  • Сделайте третью стопку, но на этот раз начните с пенни внизу, поместите кусок пропитанной бумаги поверх монеты и затем добавьте шайбу поверх бумаги. Повторяйте, добавляя монету, пропитанную бумагу и шайбу, пока не израсходуете всего пять монет. У вас должна получиться монета, помещенная на шайбу.
  • Снова убедитесь, что высохли излишки жидкости от пропитанной бумаги сбоку стопки монетоприемника, и убедитесь, что пропитанная бумага касается только одной шайбы и монеты с каждой стороны.
  • Затем подсоедините длинный конец штырей светодиода к монете в нижней части стопки, а короткий конец – к шайбе наверху стопки. Что происходит со светодиодом на этот раз?
  • Наконец, используйте кусочки сухой плотной бумаги и сделайте четвертую стопку, чередуя монеты, кусок сухой бумаги, шайбу, монету, кусок сухой бумаги, шайбу, пока вы не израсходуете пять монет. Как вы думаете, есть ли разница, влажный или сухой картон?
  • Возьмите светодиод еще раз и подсоедините длинный штифт к нижней части стопки, а короткий штырь к вершине. Светодиод горит на этот раз? Почему или почему нет?
  • Дополнительно: Сколько монет и шайб нужно, чтобы загорелся светодиод? Имеет ли вообще значение сумма? Попробуйте уменьшить количество монет и шайб в стопке. Какое минимальное количество монет и шайб вам нужно, чтобы загорелся светодиод?
  • Extra : Что произойдет, если вы замените шайбы на другой материал, например, алюминиевую фольгу? Вы бы все равно получили исправную батарею? Нарежьте кусочки фольги размером с монету и сделайте стопку монет и алюминия, чтобы узнать!
  • Extra : Если у вас дома есть мультиметр, вы можете измерить напряжение аккумулятора и то, какой ток он вырабатывает. Как меняются напряжение и ток при добавлении монет в аккумулятор?

Наблюдения и результаты
Удалось ли вам заставить загореться светодиод? Наверное, не с первыми двумя стопками, которые состояли только из монет или шайб. Пенни покрыты медью, которая превращает вашу копейку в медный электрод для этого вида деятельности. Гальванизированные шайбы, с другой стороны, покрыты цинком, который является другим металлом и действует как цинковый электрод в вашей батарее.Ключ к функциональной батарее заключается в том, что между двумя электродами должна происходить электрохимическая реакция. Если оба электрода изготовлены из одного и того же материала, никакой реакции не произойдет и не будет вырабатываться электричество.

Однако, когда вы чередуете монеты с шайбами, вы получаете батарею с двумя разными электродами – цинковым и медным. Теперь между цинком и медью может происходить электрохимическая реакция, которая высвобождает электроны, которые проходят через электролит (уксус и пропитанную солью строительную бумагу) для генерации электрического тока.Вот почему светодиод должен был загореться в третьей стопке, которую вы создали путем чередования монет и шайб. Когда вы удалили электролит и использовали вместо него кусочки сухой бумаги, электроны больше не могли перемещаться от одного электрода к другому, поэтому электрический ток не производился, и светодиод не загорался!

Уборка
Промойте монеты и стиральные машины водопроводной водой и высушите их. Позже вы можете использовать их повторно. Выбросьте пропитанный картон и протрите рабочее место.

Больше для изучения
Как аккумуляторы хранят и разряжают электричество ?, от Scientific American
Вырабатывают электричество с помощью лимонной батареи, от Scientific American
Типы батарей, от Австралийской академии наук
Химия батарей, от Университета Ватерлоо
Научная деятельность для всех возрастов !, от Science Buddies

Это мероприятие предоставлено вам в сотрудничестве с Science Buddies

Как сделать аккумулятор более мощным

Сначала Эми Прието не знала, на что она смотрит.Видео на экране ноутбука показало, как пара рук прикрепляет батарею к светодиодному индикатору, который тут же загорается. Это было в марте этого года, и Прието, профессор химии в Государственном университете Колорадо, генеральный директор и соучредитель Prieto Battery, сидел в итальянском ресторане на севере Колорадо. Рядом с ней сидел Дерек Джонсон, другой соучредитель компании.

«Он спросил, можем ли мы встретиться где-нибудь по дороге домой, что было очень необычно», – говорит Прието, чья скромная, мягкая манера поведения кажется маловероятной для человека, который управляет ее собственной компанией.Она проработала с Джонсоном восемь лет, начиная с того момента, когда он стал ее первым постдокторантом в CSU, а затем директором по инженерным и технологическим разработкам в Prieto Battery, компании из девяти человек. Джонсон проводит ежедневные исследования в лаборатории, наблюдая за исследованиями и разработками батареи нового поколения, которую Прието впервые предложил в 2005 году. Обычно он отправлял обновления по электронной почте или звонил по мере их появления. Сегодня вечером все было иначе. Он не сказал почему, но Джонсон хотел встретиться.

При всей напряженности, это вряд ли было скрытное скопление людей в затемненном баре для дайвинга.Они встретились недалеко от дома CSU и Прието. Джонсон пил чай со льдом, Прието – имбирный эль. Дочь Прието – отца не было в городе – ела мороженое. Но у Прието были вопросы. Она спросила, было ли это видео еще одним тестом. Или, может быть, он показал частичную версию их батареи, питающую светодиод? Она была сбита с толку. А потом это внезапно пришло ей в голову. Это не было испытанием. Это было реально.

Прието находится в авангарде одного из самых важных, но наименее обсуждаемых технологических рубежей.Благодаря быстрой зарядке и высокой плотности энергии литий-ионные батареи произвели революцию в нашем образе жизни. Они питают наши телефоны, планшеты, ноутбуки и все большее количество электромобилей и гибридных автомобилей. Их редко можно увидеть, но они окружают нас. И все же, несмотря на то, что в 90-х годах литий-ионные аккумуляторы стали предпочтительной химией, ученые и исследователи уже искали следующую важную вещь в технологии аккумуляторов. Теперь, когда быстро растет количество аккумуляторных устройств и электромобилей, стремление найти более качественную замену только усилилось.Но чтобы понять, почему это такая проблема, сначала полезно узнать, как работает литий-ионный аккумулятор.

Литий-ионные или литий-ионные батареи

основаны на тонком балансе мощности между четырьмя основными компонентами. Анод и катод, называемые электродами, толкают ионы лития друг к другу через небольшое море проводящих жидких электролитов, высвобождая электроны, которые питают подключенное устройство. Электроны текут в одном направлении, когда аккумулятор заряжается, и в другом, когда он разряжается.Между двумя электродами находится разделитель, перфорированная пленка, пропитанная жидким электролитом, которая пропускает только ионы, не позволяя при этом соприкасаться анодом и катодом. Если они соприкоснутся, вся система может закоротить, нагреваясь до тех пор, пока горючий электролит не загорится.

Это та загорающаяся часть, которая привлекла много внимания в последние несколько лет, из-за череды возгораний электромобилей и случайных возгораний портативных компьютеров, попадающих в заголовки газет. Но правда в том, что литий-ионные батареи редко сгорают, а автомобили с газом гораздо чаще превращаются в хрустящую кучу на обочине дороги.Хотя возгорание аккумуляторов вызывает законную озабоченность, стремление к инновациям, выходящим за рамки литий-ионных аккумуляторов, основано в первую очередь на энергии и стремлении упаковать ее в меньшие и более дешевые помещения.

Этот контент импортирован с YouTube. Вы можете найти тот же контент в другом формате или найти дополнительную информацию на их веб-сайте.

Еще в феврале постлитий-ионное будущее аккумуляторов можно было описать двумя словами: литий-воздушные. Литий-воздушные батареи, которые часто называют «дышащей» батареей, используют поток воздуха для высвобождения огромного количества электронов или энергии из анода.Такая конструкция снижает вес и стоимость всей ячейки, что приводит к значительному повышению плотности энергии. Электромобили, например, могут проехать от 100 миль на одной зарядке до 500 миль. И казалось, что литий-воздух не за горами. В рамках громкого проекта IBM Battery 500 Project предполагалось, что коммерческие приложения будут заблокированы до 2020 года.

Но в марте этого года руководитель проекта IBM отказался от лития-воздуха, сославшись на высокую стоимость. К июню исчез и другой крупный игрок в области производства лития – воздуха.По словам Джеффа Чемберлена, заместителя директора по развитию и демонстрации Объединенного центра исследований в области накопления энергии, самой большой проблемой была чистота O 2 , втягиваемого в ячейки. Любая вода, CO 2 или азот могут убить батарею и, возможно, даже поджечь ее. Дополнительные затраты и сложность создания подходящей системы фильтрации притупят преимущество литий-воздух по сравнению с литий-ионными батареями, для которых по-прежнему наблюдается медленное, но устойчивое повышение мощности. «Он по-прежнему лучше, чем сегодняшний литий-ионный, но в лучшем случае эквивалентен литий-ионному аккумулятору завтрашнего дня», – говорит Чемберлен.

Взлет и падение уровня литий-воздух свидетельствует о более широком мире исследований батарей: нет недостатка в научных решениях, которые кажутся способными свергнуть литий-ионные аккумуляторы, но путь к коммерциализации сложен. Несмотря на регистрацию собственного патента на альтернативные аккумуляторы в прошлом году, производитель электромобилей Tesla Motors развивает то, что он называет Gigafactory, объект стоимостью 5 миллиардов долларов, который позволит компании производить 500 000 литий-ионных аккумуляторов в год. Возможно, это технология, с которой мы застрянем на долгие десятилетия после того, как ее энергоемкость будет исчерпана.

Возможно, самое многообещающее в аккумуляторе Prieto то, что он все еще литий-ионный. Но в конструкции Прието этот ненадежный сэндвич из двумерных слоев – анода, сепаратора и катода, с жидкими электролитами, действующими как сочащаяся приправа, – превращается в заросли переплетенных материалов. Аноды и катоды – это не отдельные компоненты, а, скорее, два разных покрытия, нанесенных на одну и ту же медную сетку типа Brillo. Укладка их друг на друга увеличивает их общую площадь поверхности и сокращает расстояние, которое должны пройти электроны.Прието называет это трехмерной твердотельной литий-ионной батареей, потому что ее энергия течет вдоль всех покрытых нитей волокон, а не плавает в жидкости в одном или другом направлении.

Мэтт Нагер

Если 3D-дизайн Prieto Battery попадет в массовое производство , опасения по поводу ограничений литий-ионных аккумуляторов будут практически устаревшими. Мы будем слишком заняты быстрой зарядкой наших устройств и запуском их на более длительные периоды, чтобы заметить, что лежащие в основе приливы и отливы ионов на самом деле не изменились.Но чтобы увидеть, как ее батарея преуспела, Прието участвует в той же гонке на время, что и любой другой стартап.

Прието потребовалось четыре года, чтобы сформировать компанию, и еще пять лет, чтобы разработать прототип. Между тем основные производители аккумуляторов неумолимо шли вперед, изменяя существующие модели, чтобы добиться большей плотности энергии. «У таких людей, как Panasonic, их батареи каждый год становятся на несколько процентов лучше, чем годом ранее», – говорит Пол Браун, профессор материаловедения и инженерии в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн.«Сложите это за 30 лет, и это очень важно. С небольшими компаниями и университетами, единственный способ добиться успеха – это обеспечить в два или более раза более высокую производительность».

Браун надеется сделать именно это, превратив свои исследования в области пористых или наноструктурированных анодов и катодов в компанию под названием Xerion. Хотя он построен иначе, чем у Прието, его батарея также основана на увеличенной площади поверхности и путях для электронов и ионов, которые приходят с использованием электродов, которые не являются твердыми блоками.Браун считает, что его решетчатые аноды и катоды обеспечат удвоение или утроение емкости и мощности традиционных литий-ионных аккумуляторов в течение 5-10 лет – обычные и довольно неоднозначные сроки в этом бизнесе.

Один из наиболее успешных стартапов по производству аккумуляторов, Amprius, уже продает производителям телефонов свои собственные наноструктурированные электроды, обеспечивая 20-процентное увеличение емкости существующих смартфонов. Но в настоящее время Amprius находится на консервативном конце гонки за батареями, используя сравнительно скромные улучшения, чтобы конкурировать с известными игроками.

Prieto Battery имеет двоякий подход к коммерциализации. Позже в этом году стартап надеется начать продавать более традиционный вставной анод, который более безопасен, имеет в три раза большую плотность энергии и может быть заменен на стандартные литий-ионные элементы. Затем есть лунный снимок компании: трехмерная батарея, пятикратное увеличение общей мощности и негорючий дизайн могут полностью изменить литий-ионные батареи.

Чтобы «Лунный выстрел» сработал, ракеты должны стрелять.Или, в случае батареи Prieto, должен загореться светодиод. Видео, которое Джонсон попросил Прието посмотреть в итальянском ресторане в тот вечер, показало что-то вроде взлета. На видео был показан 3D-прототип батареи компании, и это было неопровержимым доказательством того, что они решили последнюю проблему.

Осложнения с этим полимерным электролитом – проводящим материалом между анодным и катодным слоями – по существу остановили разработку батареи. И внезапно наука была сделана.«Это было действительно здорово, – говорит Прието. «Как только мы совершили прорыв в области полимерного электролита, я начал понимать, что это действительно сработает».

Но для Прието и Джонсона еще рано объявлять о победе. Остаются огромные проблемы для стартапов. Самый большой? Убеждать более крупные компании в создании 3D-батарей Prieto. Однако у Прието есть преимущество. С самого начала ее план состоял в том, чтобы не только спроектировать батарею, но и разработать недорогие высокомодульные производственные технологии для ее изготовления.Компания уже создала небольшую пилотную производственную линию в своем лабораторном помещении в CSU. Цель заключалась в том, чтобы показать компаниям, как на цыпочках входить в производство, а не инвестировать в завод стоимостью 40 миллионов долларов.

Невероятно, но эта производственная линия не является миниатюрным чистым помещением и не оборудована конденсатоотводчиками для отвода вредных паров. Подход Прието в значительной степени избегает токсичных химикатов, содержащихся в стандартных литий-ионных батареях, что, по ее словам, является «нравственным выбором». Это экологическое решение, которое также имеет потенциальную экономическую выгоду, сокращая расходы, связанные с утилизацией или переработкой таких материалов.

Прието не может назвать имена стратегических партнеров, которые проявляют интерес, но она считает, что ультрастабильный химический состав своей батареи идеально подходит для военных беспилотных подводных аппаратов, которые не могут использовать стандартные литий-ионные батареи из-за опасности возгорания. . К 2016 году компания планирует внедрить свои трехмерные твердотельные элементы в ограниченное количество потребительских приложений.

Это, конечно, лучшие сценарии, которые предполагают прорывы, не имеющие ничего общего с наукой.«Вы можете себе представить, почему вначале было сложно рассказать об этом инвесторам», – говорит Прието. «С одной стороны, они хотят трансформационных подходов. Но очень сложно количественно оценить с точки зрения времени и ресурсов, сколько времени потребуется, чтобы сделать важное открытие». Теперь больше нечего гадать. «Я очень взволнован, – говорит Прието. «Основные открытия сделаны».

Что оставляет ее аккумуляторы следующего поколения там, где в конечном итоге лежит так много многообещающих технологий: во власти людей с деньгами.

Как работает 3D-аккумулятор

Мэтт Нагер

Благодаря нетрадиционной сетчатой ​​конструкции, батарея 3D Prieto Battery имеет гораздо большую площадь поверхности, чем типичная литий-ионная батарея. Это означает, что он потенциально может удерживать до пяти раз больше энергии и может заряжаться быстрее. Каждая батарея начинается с подложки из вспененной меди, на которую накладываются основные компоненты батареи (1) .Сначала на подложку (2) наносят гальваническое покрытие анод, сделанный из антимонида меди. Второй слой, называемый полимерным электролитом, защищает анодный и катодный слои от соприкосновения, что может вызвать короткое замыкание и возгорание (3) . Полимерный электролит также позволяет ионам безопасно перемещаться между анодом и катодом. Благодаря использованию твердотельного электролита в отличие от стандартного, но легковоспламеняющегося жидкого электролита, батарея 3D является в значительной степени пожаробезопасной. Последний катодный слой наносится в виде суспензии (4) , которая покрывает все и придает структуру батареи, когда она застывает (5) .Уникальный дизайн батареи также позволяет формировать ее для нестандартных пространств перед нанесением окончательного катодного слоя.

Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты. Вы можете найти дополнительную информацию об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Как превратить металлолом в «самодельный» аккумулятор

Поделиться
Статья

Вы можете поделиться этой статьей с указанием авторства 4.0 Международная лицензия.

Инженеры использовали кусочки металлолома и бытовую химию, чтобы создать первую в мире стально-латунную батарею, которая может накапливать энергию на уровне, сопоставимом со свинцово-кислотными батареями. Он также заряжается и разряжается со скоростью, сопоставимой со сверхбыстрой зарядкой суперконденсаторов.

«Я верю, что мы увидим день, когда жители отключатся от сети и будут производить свои собственные батареи.”

В статье, опубликованной в журнале ACS Energy Letters , они описывают секрет разблокировки производительности: анодирование.

Это обычная химическая обработка, используемая для придания алюминию прочной и декоративной отделки.

Когда обрезки стали и латуни анодируются с использованием обычной бытовой химии и электрического тока в жилых помещениях, исследователи обнаружили, что металлические поверхности реструктурируются в нанометровые сети из оксида металла, которые могут накапливать и выделять энергию при реакции с жидкостью на водной основе. электролит.

«Представьте, что тонны металлических отходов, выбрасываемых каждый год, можно было бы использовать для хранения энергии для возобновляемых источников энергии будущего, вместо того, чтобы стать бременем для заводов по переработке отходов и окружающей среды», – говорит Кэри Пинт, доцент кафедры механики. инженерия в Университете Вандербильта.

Пинт и его коллеги определили, что эти нанометровые области объясняют наблюдаемую ими быструю зарядку, а также исключительную стабильность батареи.Они проверили его в течение 5000 последовательных циклов зарядки – что эквивалентно более чем 13 годам ежедневной зарядки и разрядки – и обнаружили, что он сохранил более 90 процентов своей емкости.

Инженеры сделали аккумуляторные электроды из пыльцы

В отличие от недавнего взрыва литий-ионных батарей для сотовых телефонов, в стально-латунных батареях используются негорючие водные электролиты, содержащие гидроксид калия, недорогую соль, используемую в моющих средствах для стирки.

«Когда нашей целью было производить материалы, используемые в батареях, из бытовых принадлежностей настолько дешево, что крупномасштабные производственные мощности не имеют никакого смысла, мы должны были подойти к этому иначе, чем обычно в исследовательской лаборатории», Пинта говорит.

Батарейки своими руками, сделанные в домашних условиях?

Исследовательская группа особенно взволнована тем, что этот прорыв может означать для производства батарей в будущем.

«Мы наблюдаем начало движения в современном обществе, ведущего к« культуре производителя », когда крупномасштабная разработка и производство продукции децентрализуется и сводится к отдельным людям или сообществам.

«Пока что батареи остались вне этой культуры, но я верю, что мы увидим день, когда жители отключатся от сети и будут производить свои собственные батареи.Это тот масштаб, на котором зародились аккумуляторные технологии, и я думаю, что мы вернемся к нему », – говорит Пинт.

«Мы открываем новые горизонты с этим проектом, положительным результатом которого является не коммерциализация, а четкий набор инструкций, которые можно адресовать широкой публике».

Команда черпала вдохновение в «Багдадской батарее», простом устройстве, датируемом первым веком до нашей эры, которое, по мнению некоторых, является самой старой батареей в мире. Он состоял из керамического терракотового горшка, медного листа и железного стержня, которые были обнаружены вместе со следами электролита.

Хотя такая интерпретация артефактов является спорной, простой способ их создания повлиял на замысел исследовательской группы.

Следующим шагом команды является создание полномасштабного прототипа батареи, подходящей для использования в энергоэффективных умных домах.

«Мы открываем новые горизонты с этим проектом, положительным результатом которого является не коммерциализация, а четкий набор инструкций, которые можно адресовать широкой публике. Это совершенно новый подход к исследованию аккумуляторов, и он может обойти барьеры, сдерживающие инновации в области хранения энергии в масштабе сети », – говорит Пинт.

НАСА и Национальный научный фонд оказали поддержку.

Источник: Университет Вандербильта

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *