Hvorfor batterier dør

Illustration til artikel med titlen div forklarer: hvorfor batterier dør

inde i næsten hver gadget lurer en tikkende tidsbombe. Om to år, eller måske tre eller fire, vil den dø, hvilket gør din gadget ubrugelig. Muligvis permanent. Så hvad er disse forfærdelige små bastarder? De kaldes batterier.

annonce

begrebet batteridød er indgroet i enhver gadgetkøbers psyke, uanset om han ved det eller ej. Ligesom en computers program altid ser ud til at bremse, eller en telefon på mystisk vis akkumulerer ridser, er batteriernes langsomme krybning mod ubrugelighed simpelthen en del af det fyldte forhold mellem gadgets og tid. Men hvem eller hvad er skylden? Selvfølgelig er de virksomheder, der fremstiller og sælger disse batterier, noget skyldige, men ved du hvad? Det er vi også.

Sådan fungerer genopladelige batterier

når vi taler om genopladelige batterier i gadgets, mener vi næsten altid lithium-ion-batterier eller noget meget lignende.

kort sagt fungerer lithiumionbatterierne sådan: en positiv elektrode (katode), lavet af ikke-metallisk lithium, er forbundet til en negativ elektrode (anode), lavet af kulstof. At oplade et batteri er at afvise ioner (elektrisk ladede atomer) fra lithiumkatoden over til carbonanoden, hvor de deponerer sig selv. Frigivelsen af disse ioner senere—eller mere specifikt, strømmen forårsaget af deres strømning tilbage til lithiumkatoden—er hvor din bærbare computer eller mobiltelefon får sin strøm fra.

i hjertet er dette en kemisk proces; opladning og afladning er begge kemiske reaktioner, og passagen af ioner fra katode til anode eller omvendt repræsenterer en grundlæggende ændring i sammensætningen af hver.

G / O Media kan få en kommission

stort set alle andre slags batterier fungerer på de samme fysiske principper; lithium-ion-batterier er blot nogle af de bedst egnede til brug i forbrugerelektronik. De er lette, kompakte, holder et helvede af en afgift, og vigtigst af alt kan de opkræves hundredvis af gange, før de forringes betydeligt. De har lange liv. Men ikke ubegrænsede.

hvorfor de dør

Batteridød starter det andet, de forlader fabrikken. Det er uundgåeligt og irreversibelt, og i lithium-ion-batterier kan det helt ødelægge selv et sjældent brugt, mildt opladet batteri på så lidt som et par år. Med

annonce

lagring af dit batteri
de af os, der sidder fast med de langsomt udløbne batterier i dag, bliver nødt til at hjælpe os selv. Heldigvis er der en hel del, vi kan gøre. Lithium-ion-batterier nedbrydes meget hurtigere, når de er varme, så det er vigtigt at holde en bærbar computer ventileret. (Dette er lige så let som ikke at bruge en pude som et bærbart bord eller placere lidt foldet papir under bagsiden af den bærbare computers base for at forbedre luftstrømmen.)

genopladelige batterier dør også hurtigere, hvis de efterlades fuldt opladede, så i stedet for at holde en bærbar computer tilsluttet hele tiden, lad den hvile lidt, eller Tilslut / frakobl den gennem en arbejdsdag. Derfor har telefonbatterier en tendens til at vare længere end bærbare batterier simpelthen på grund af, hvordan folk oplader og oplader dem. For den fantastiske sammenhæng mellem varme, opladningsniveau og batterilevetid, se Battery University ‘ s artikel her.

annonce

konstant brug (og misbrug), en lithiumion levetid kan være under to år-mindre—hvis miste mere end en tredjedel af sin kapacitet tæller som død. At vide, at batterier fungerer ved hjælp af en kemisk proces, er det rimeligt at forvente en vis nedbrydning. Når alt kommer til alt er ingen kemisk reaktion perfekt, og alt resulterer i en slags energitab, der ofte producerer uønskede resultater eller stoffer. Batterier er ikke anderledes.

“når batterier ældes, opstår der forhindringer, der reducerer ionstrømmen og til sidst gør dem ubrugelige,” siger Isidor Buchman, præsident for batteridiagnosticerings-og analysefirmaet Cadeks. “Der er visse opbygninger, der forekommer på elektroderne, der hæmmer ionstrømmen,” siger han. Dette resulterer i et støt fald i ydeevnen.

annonce

det, han taler om, er for det meste den gradvise nedbrydning af katoden—lithiumdelen—ved hjælp af langsomme, uundgåelige kemiske ændringer. Gentagen subtraktion og tilsætning af ioner ændrer faktisk strukturen af lithiummaterialet, hvilket gør det mindre modtageligt for fremtidige udvekslinger—lidt som en klud, der er blevet gennemblødt og vredet et par hundrede gange for mange. Det bliver tyndt, molekylært set.

Illustration til artikel med titlen div forklarer: Hvorfor batterier dør
annonce

mere destruktivt forlader de gentagne og konstante kemiske reaktioner inde i batteriet opløst metal på katoden og i mindre grad anoden. Dette kan i sidste ende danne en slags uønsket metallisk plettering på begge.

derudover er elektrolytter i batteriet tilbøjelige til at nedbrydes. De ilter på katoden og efterlader noget som rust, der blokerer vejen for ioner, der prøver at hoppe frem og tilbage. Almindelig stenografi for dette fænomen er korrosion, og dens virkninger er dybe: det resulterende batteri med sine trætte elektroder, nedbrudte elektrolytter og korroderede overflader er billedet af aldring. Det er nu forfærdeligt at være et batteri.

annonce

Buchman siger, at denne proces i en iboende del af den nuværende batteriteknologi, men at den ikke behøver at være så dårlig. “”Forbrugeren ønsker ikke at betale meget. at være billig. Og de er nødt til at løbe i lang tid; i en mobiltelefon eller bærbar computer er køretid vigtig.”Det er vores krav og vaner, hævder han, der i det væsentlige giver gadget-og batteriproducenter tilladelse til at sælge os batterier med så tætte udløbsdatoer. “Forbrugerne ønsker ikke at betale mere, ønsker ikke et større batteri at bære og kræver en højere driftstid.”Afvejningen for et billigt, lille, langvarigt batteri: et, der let korroderer.derudover er den naturlige levetid for nogle af vores mest værdsatte elektronik ekstremt og kunstigt kort. Folk får nye telefoner hvert andet år, fordi deres kontrakter er struktureret som sådan. Laptop specs bliver forældede (eller virkelig “forældede”) med næsten samme hastighed.

annonce

tænk på det på denne måde: din iPod fra to år siden fungerer muligvis stadig, men du vil hellere have den nye, ikke? Din første gen unibody MacBook er stil en dejlig computer, men du er fristet af den nye 13″ luft. Der er en grund til, at vi ikke taler om batteridød hele tiden, på trods af dens sværhedsgrad.

hvordan tingene kan blive bedre

tiden helbreder alt, inklusive batteriteknologi. Buchman siger, at de praktiske grænser for lithium-ion-batterier næsten er nået, men at nye teknologier er i horisonten. “Det meste af forskningen har været fokuseret på katoden. Anoden har traditionelt været et kulstofprodukt, men nogle arbejder på måske at tilføje silicium for at opnå højere energitæthed.”På engelsk: batteriproducenter sammensætter et nyt bryg på jagt efter en bedre celle.

annonce

udviklingen af elbiler har også været en velsignelse for batteriforskning. I modsætning til Apple eller Dell kan bilfirmaer ikke sende en enhed, der er ubrugelig efter et par år, så der bruges betydelige penge og tid til at udvikle batterier, der er kraftfulde, rummelige og langvarige.

hvad angår hvad Buchman ser som grundårsagen til problemet—forbrugerpresset—der også kunne heles. Hvis mobiltelefonkontrakter bliver længere, eller bare forsvinder, eller hvis et spec-løb eller et andet køler ned, forbrugere klager muligvis ikke på et nyt sæt gadgets hver anden sæson, og batteridød bliver et mere presserende problem. Så, ligesom bilproducenter krypterer for længerevarende batteri lige nu, kan forbrugerelektronikindustrien muligvis finde deres egen.

annonce

Lithium-ion diagram med tilladelse fra Varta Automotive

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.