차례:
1 년 정도 지나면 휴대 전화 배터리가 얼마나 잘 충전되는지에 눈에 띄는 차이가 있음을 알게되었습니다. 휴대 전화를 오래 보관하면 하루 종일 배터리가 충분히 충전되지 않을 수 있습니다. 왜 그런지 궁금한 적이 있습니까?
배터리: 어떻게 작동합니까?
전기는 마법이 아닙니다. 사실, 그것은 우리 대부분에게 꽤 지루한 주제이며 우리는 그것을 사용해야 할 때만 거기에 있기를 원합니다. 그러나 휴대 전화를 처음 구입했을 때보 다 더 많이 충전해야하는 이유를 이해하려면 배터리 작동 방식에 대해 약간 알아야합니다. 걱정하지 마십시오. 여기에서 기본 사항을 고수 할 것입니다.
전기는 어떤 종류의 에너지와 마찬가지로 만들 수있는 것이 아닙니다. 우리가 "전기를 만드는"것으로 생각하는 모든 것은 실제로 한 형태의 에너지를 다른 형태의 에너지로만 변환하는 것이며, 배터리는 화학 반응 (에너지)을 사용하여 시간이 지남에 따라 계량 될 수있는 전하를 형성합니다. 이 충전물을 만들기 위해 다른 재료를 사용할 수 있으며 다른 결과를 생성합니다. 휴대 전화에서는 리튬 기반 배터리를 사용합니다. 리튬 배터리는 합리적인 비용으로 적절한 수준의 출력을 제공하기 때문입니다.
전화 배터리의 예상 수명은 추정치입니다.
전화 배터리 안에는 음극 (애노드 라고하며 일반적으로 흑연으로 만들어 짐), 양극 (음극 이라고하며 리튬이 혼합 된 것)에 중요한 세 가지 구성 요소가 있습니다. 및 기타 금속) 및 전해액. 이 세 가지 사이의 화학은 기본적으로 단순하며 에너지 저장에 사용될 수있는 이유입니다. (충전기에서) 전극에 전하 를 가할 때 리튬 이온은 양으로 충전되어 음극으로 끌어 당겨집니다. 배터리에서 전하를 빼 내면이 리튬 이온은 양전하를 잃고 더 이상 음극으로 끌어 당겨지지 않습니다. 충전 된 배터리에서 저장된 에너지를 더 멀리 끌어 내면, 더 이상 충전되지 않은 리튬 이온의 수가 출력을 생성 할만큼 남아 있지 않고 배터리가 방전 될 때까지 더 이상 충전되지 않는 리튬 이온의 수가 증가합니다. 충전기에 연결하면이주기가 재설정됩니다.
"사이클"은 여기서 중요한 단어입니다. 배터리는 충전을 저장하도록 설계 되었기 때문에 사용 가능한 수명을 단위로 측정하기가 어렵습니다. 2 년 동안 지속되는 배터리는 다르게 사용되므로 다른 사람에게는 6 개월 동안 만 지속될 수 있습니다. 배터리 수명을 예상 할 수 있도록 배터리 수명은 충전 주기로 측정됩니다. 전화 배터리는 일반적으로 약 500 ~ 600주기 지속되도록 설계되었으며주기는 완전 방전 된 배터리를 100 %까지 충전 한 다음 다시 0으로 방전시키는 것으로 정의됩니다. 충전량이 50 % 인 배터리를 충전 한 다음 다시 50 %로 방전시키는 것은 부분적인주기이므로 배터리가 부족하기 전에 배터리를 충전하라는 메시지를 사람들에게 듣고 반대의 말을 듣는 사람들도 듣게됩니다 시스템을 게임하고 500 번째주기를 막는 방법으로 물론 배터리는 실제로 충전 횟수를 계산하지 않기 때문에 작동하지 않습니다. 오백은 추정치 일뿐입니다.
그러나 배터리를 충전 할 때 발생하는 상황과 향후 충전 사이클에 영향을 미치는 방식, 저장할 수있는 에너지 양 및 저장된 충전량 (볼트 수 생각)으로 인해 수명을 주기로 측정 할 수 있습니다.
산화와 효율성은 서로를 미워합니다
전기 자동차는 실용적이고 사용하는 배터리는 엄청나게 비싸기 때문에 리튬 이온 배터리가 수명 기간 동안 왜 열화되는지에 대한 많은 연구가 이루어졌습니다. 고맙게도 이것은 휴대 전화 내부의 저렴한 (그러나 여전히 비싸지 않은) 배터리에도 적용되며 이는 배터리 충전 중 발생하는 화학적 변화 때문입니다.
우리는 배터리를 충전하면 리튬 이온을 양으로 충전 한 다음 음극에 자기 적으로 (전기는 자력) 끌어 당겨진다는 것을 알고 있습니다. 점점 더 많은 전하 이온이 끌어 당겨짐에 따라, 음극과 양극 사이 의 전위차 가 증가한다. 이것이 두 전극 사이의 잠재적 에너지 차이 인 전압을 측정하는 방법입니다. 특정 판독 값에 도달하면 배터리가 완전히 충전 된 것으로 간주됩니다. 배터리를 방전하는 동안 반대의 경우도 마찬가지이며, 음극에 양으로 하전 된 이온이 더 이상 존재하지 않기 때문에 전위차가 0에 도달 할 때까지 감소합니다. 그러나 이것이 음극이 깨끗하고 시작하기 전과 정확히 동일하다는 것을 의미하지는 않습니다.
전극이 산화됩니다. 물과 공기가 철을 녹이게하는 것과 같은 방식으로 (산화가 시작되는 곳) 리튬, 흑연 및 전해질 염은 전극을 산화시킵니다. 모든 양으로 하전 된 이온이 배터리에서 양극으로부터 제거 될 때, 미세한 입자 층이 남게되고 흑연 양극에 화학적으로 결합된다. 이들 입자는 흑연과 동일한 화학적 또는 전기적 특성을 갖지 않는 리튬 옥사이드 (산소와 결합 된 리튬) 원자 및 탄산 리튬 (탄소와 결합 된 리튬) 원자로 만들어진다. 이 층은 충전 / 방전주기, 전위 차이 (전압) 및 끌어 당겨질 수있는 충전 된 이온 수의 변화를 방해합니다. 결국, 변화는 알아 차리기에 충분합니다. 배터리를 계속 사용하고 평소처럼 충전하면 휴대폰에 전력을 공급하기에 전기 에너지가 충분하지 않은 지점에 도달합니다.
배터리를 충전하면 본질적으로 전극의 구성이 변경되어 향후 충전 방식에 영향을줍니다.
전해질 용액에 사용 된 상이한 염뿐만 아니라 상이한 유형의 리튬-조성물은 전극 상에 이들 퇴적물이 얼마나 남아 있는지에 영향을 미친다. 그러나 더 깨끗한 사이클을 만드는 재료는 많은 저장 전력을 제공 할 수 없기 때문에 반드시 최고는 아닙니다. 우리는 고용량 배터리보다 안전하고 비용이 적게 들기 때문에 고용량 저전력 배터리를 휴대폰에 원합니다. 가능한 한 오랫동안 휴대폰에 전력을 공급하기를 원합니다. 전기 자동차는 단단한 프레임으로 보호되고 손상되지 않기 때문에 고용량, 고용량 배터리를 사용할 수 있습니다. 자동차는 충전 사이에 먼 거리를 갈 수 있어야하기 때문에 필요합니다. 그러나 Tesla Model S의 교체 배터리 비용도 $ 12, 000입니다. 이 비용의 일부는 성능이 저하되기 전에 거의 사이클이 지속되지 않는 전화기에 사용되는 기본 리튬 코발트 배터리와 달리 리튬-니켈 코발트-알루미늄 산화물 배터리를 만드는 데 사용되는 고가의 재료에서 비롯됩니다.
전압 문제
리튬-이온 배터리가 몇 사이클 동안 지속될 지에 영향을 줄 수있는 가장 큰 요인 중 하나는 전압입니다. 휴대 전화와 자동차 만이 충전식 리튬 배터리로 작동하도록 설계된 것은 아니며, 2015 년 미국 에너지 부는 문제의 원인과 위성이 리튬 기반 배터리를 사용하기 때문에이를 완화하는 방법을 정확히 파악하기 위해 많은 돈과 시간을 보냈습니다. 태양 광 충전기. 연구에 따르면 배터리 자체 구성 후 배터리 수명에 영향을 줄 수있는 다음으로 가장 큰 원인은 충전 전압과 유지 충전 전압입니다.
리튬 배터리를 작동시키는 화학 물질은 자연적으로 양극을 열화시킵니다. 이것이 바로 위에서 이야기 한 것입니다. 그러나 3.9V 이상의 배터리를 충전하거나 3.9V보다 큰 전위차로 충전하면 캐소드 (양극)에 동일한 종류의 열화가 발생합니다. 이것은 본질적으로 배터리의 수명을 절반으로 줄입니다. 충전 전압과 유지 전압은 배터리의 모든 구성 요소를 자극하기 때문에 본질적으로 동일하지만 충전으로 인해 열이 발생하고 충전 전압이 높을수록 더 뜨겁습니다. 배터리가 3.9 볼트 이상으로 여기 될 때 가해지는 열은 음극의 열화를 더욱 악화시킵니다.
우리를 쫓아 내려는 배터리 제조업 자의 비밀은 없습니다. 그것은 모든 화학입니다.
즉, 최신 전화에 전원을 공급하고 배터리를 빠르게 충전하는 데 필요한 전압은 물건을 "고정"하는 것이 거의 불가능하다는 것을 의미합니다. 배터리로 작동하는 드릴을 사용하는 사람이라면 누구나이 작업을 수행 할 수 있습니다. 공구에 사용 된 12 또는 14 볼트 배터리는 휴대폰 배터리와 거의 같은주기를 지속하지 않습니다. 그들은 더 높은 전압에서 저장 및 작동하고, 더 높은 전압에서 충전되고 훨씬 더 뜨겁고, 단지 몇 번의 충전주기 후에 현저한 영향을받을 수 있습니다. Tesla S 배터리에서 볼 수있는 재료를 사용하면 더 비싸고 수명이 길지 않기 때문에 전화와 동일한 기본 리튬 기반 배터리를 사용합니다. 우리가 그들 재료의 대부분을 재활용 할 수 있다는 점에 감사드립니다. 폐기 된 Makita 및 Porter-Cable 배터리가 금보다 비싼 리튬으로 익사하지 않습니다.
좋은 소식은 리튬 배터리를 만드는 모든 회사가 일을 개선하기 위해 노력하고 있다는 것입니다. 더 오래 지속되는 최초의 배터리를 만들 수있는 사람이라면 누구나 많은 돈을 벌게됩니다. 우리가 할 수있는 일은 충전이 필요할 때 휴대 전화를 충전하는 것 뿐이며, 배터리 제조업체간에 새로운 제품을 더 자주 구매할 수있는 음모가 없다는 것을 알고 있습니다.
이 안드로이드 폰은 최고의 배터리 수명을 제공합니다
