Какие аккумуляторы быстрее всего заряжаются

Быстрозаряжаемые аккумуляторы нового поколения от Тошиба

В прошлом году корпорация Toshiba анонсировала выпуск аккумуляторов нового поколения для электрокаров. Речь идет об аккумуляторах с улучшенным материалом анодов. Новый анодный материал обещает не только вдвое повысить емкость аккумуляторов, но и сделать их зарядку буквально сверхбыстрой, что всегда крайне важно для электрокаров.

Зарядившись буквально за 6 минут, аккумулятор нового поколения получает запас хода на 320 километров, и эти показатели троекратно превосходят самые современные литиевые батареи для электрокаров, изготовленные по обычной технологии.

Целью новой разработки исследователей из компании Toshiba было — сделать аккумуляторы не только «скоростными» в плане получения и отдачи электрической энергии, но и безопасными. Так, начав совершенствовать свои литиевые батареи с 2008 года, компания непрерывно улучшает их характеристики.

Аноды батарей нового поколения будут изготовлены из оксида титаната ниобия, который обеспечит вдвое более высокую емкость хранения энергии, чем привычный для литиевых батарей графит.

Скорость зарядки получится более высокой, при этом анод из оксида титаната ниобия станет испытывать осаждение металлического лития гораздо менее интенсивно, чем в обычных решениях на графите, идет ли речь просто о быстрой перезарядке, или о перезарядке в условиях низких температур окружающей среды, когда обычные литиевые батареи со значительной долей вероятности уже испытали бы существенную деградацию анода вследствие регулярных внутренних коротких замыканий.

Анод на базе оксида титаната лития, (также применяемый для улучшенных батарей серии SciB — Super Charge ion Battery), используемый всегда до нынешнего времени, славился высокими показателями в плане безопасности, скорости зарядки и долговечности, в связи с чем именно эти батареи уже давно нашли достаточно широкое применение в промышленном транспорте, в лифтах, в автобусах и т.д.

Высокая плотность хранения энергии основательно повысила качество данных батарей. И именно это наследие теперь позволило разработчикам создать базу для совершенно нового метода синтеза и выведения кристаллов титаната ниобия, с более эффективным сохранением ионов лития в структуре кристаллов. Емкость при новом подходе получается вдовое выше.

Потенциал анодов из тионированного оксида для батарей следующего поколения просто огромен, — уверен директор исследовательского центра доктор Осаму Хори. Батареи не просто улучшены, они принципиально изменены, существенно расширен диапазон возможных сфер их применения. В планах разработчиков — уже в 2019 году коммерчески внедрить в повседневную практику батареи сверхбыстрой зарядки. Справедливости ради отметим, что исследование частично субсидировалось «Организацией развития новой энергии и промышленных технологий» Японии.

Первые лабораторные испытания прототипа нового аккумулятора на базе титаната ниобия емкостью 50 Ач показали, что он способен быстро заряжаться, сохранять свой ресурс на протяжении длительного жизненного цикла, в условиях низких температур, при этом будучи безопасным.

Плотность энергии превзошла вдове текущую планку для литиевых аккумуляторов электрокаров. На протяжении 5000 циклов заряда-разряда, батарея нового поколения емкостью 32 кВт-ч (на запас хода в 320 километров) показала способность поддержания около 90% первоначальной емкости, заряжаясь каждый раз полностью за 6 минут! Причем при температуре -10°С время зарядки увеличивается всего на 4 минуты, то есть в условиях холода зарядка будет длиться 10 минут, что в принципе, согласитесь, очень даже немного для электрокара, заехавшего на заправку «пополнить бак».

Про другие интересные электротехнические новинки смотрите здесь: Новые открытия и изобретения на Электрик Инфо

Источник

5 современных технологий, позволяющих зарядить аккумуляторы нереально быстро

Получайте на почту один раз в сутки одну самую читаемую статью. Присоединяйтесь к нам в Facebook и ВКонтакте.

Nissan Leaf – зарядить 80 процентов аккумуляторов за тридцать минут

Долгая зарядка аккумуляторов – это серьезный бич современных электромобилей. Правда, страшные рассказы о том, что машина с электрическим двигателем может проехать на одном полном заряде всего тридцать-сорок километров, после чего ей необходимо десять часов на восстановление батарей, касается лишь первого поколения серийных электромобилей. Современные модели имеют значительно лучше показатели.

Среди современных электромобилей отдельно выделяется машина Nissan Leaf, создатели которой прикладывали и прикладывают максимум усилий ради популяризации персонального электрического транспорта. В том числе, это заключается в развитии инновационных технологий быстрой зарядки аккумуляторов.

Нынешние технологии, использующиеся в Nissan Leaf , позволяют наполнить батареи автомобиля энергией всего за тридцать минут, которые можно потратить, к примеру, на обед в ресторане. Правда, при этом речь идет не о полной емкости аккумуляторов, а лишь о восьмидесяти процентах от нее. Впрочем, и это вполне хватает для поездок при помощи Nissan Leaf на дальние расстояния.

Чтобы еще более ускорить зарядку аккумуляторов электромобилей, команда компании Nissan планирует вообще отказаться в данном процессе от проводов. Это позволит в будущем уменьшить и без того рекордный показатель в тридцать минут до десяти.

Замена аккумуляторов на автомобилях от Tesla Motors

Компания Tesla Motors пока не может похвастаться технологиями, которые позволяют заряжать большую часть емкости аккумуляторов за короткое, практически незаметное время. Но этот производитель электромобилей предлагает другую, весьма интересую идею, как избавить владельцев подобных машин от необходимости ждать.

Эта неординарная идея позволяет сократить скорость зарядки аккумуляторов электромобилей до показателей, сравнимых с обычной заправкой машин бензином. Tesla Motors предлагает заменять батареи в электрических авто, вместо того, чтобы долго и нужно их заряжать.

Tesla Motors изучает техническую возможность покрытия Соединенных Штатов Америки и некоторых европейских стран не только плотной сетью специальных заправочных пунктов для электромобилей, но и специальными сервисными станциями, где очень занятые и спешащие владельцы таких авто смогут за считанные минуты заменить аккумуляторы в своем транспортном средстве.

Демонстрируя возможности своих авто, компания Tesla Motors показала рекордно быструю смену аккумуляторов, которая заняла всего 90 секунд. В реальности этот показатель увеличится в два-три раза, но это все равно намного быстрее, чем классическая зарядка батарей, даже если она занимает 30 минут, как у Nissan Leaf.

Quant e-Sportlimousine – электромобиль на соленой воде

Весной 2014 года на Женевском Автосалоне был представлен один из самых необычных современных электромобилей – машина с названием Quant e-Sportlimousine , которая берет энергию для езды из … соленой воды.

Конечно, это не обычная морская вода, а специальный конденсат, химический состав которого производитель Quant e-Sportlimousine не разглашает. Но для простого объяснения сути технологии создатели этого авто говорят «соленая вода».

Суть технологии заключается, что в две отдельные емкости в аккумуляторе электромобиля Quant e-Sportlimousine заливают специальный электролит, и разница в потенциалах между этими частями генерирует энергию. Правда, эффективность подобных батарей в шесть раз хуже, чем у стандартных литиево-ионных. Зато процесс слива старого конденсата и залива нового занимает всего несколько минут, так что недостаток емкости с лихвой компенсируется невероятно быстрой скоростью зарядки.

Создатели электромобиля Quant e-Sportlimousine, работающего от аккумуляторов на соленой воде, сейчас заняты получением лицензии на использование данного транспортного средства при езде по дорогам Европейского Союза. Так что это не концептуальная технология из далекого будущего, а реально существующая и очень перспективная данность.

Новые аккумуляторы для мобильных гаджетов: 70 процентов зарядки за 2 минуты

Как уже упоминалось выше, технологии позволяют заряжать 80 процентов аккумуляторов электромобиля Nissan Leaf всего за тридцать минут. Но, оказывается, это еще не рекорд. Ведь ученые из Наньянского технологического университета в Сингапуре представили недавно новый тип литиево-ионных батарей с рекордно быстрой скоростью зарядки.

Создатели этой технологии убеждают общественность, что 70 процентов емкости такого аккумулятора можно будет зарядить энергией всего за 2 минуты. Правда, речь идет о батареях не для электромобилей, а для мобильных устройств – смартфонов, планшетных компьютеров, ноутбуков.

Сами ученые заявляют, что не придумали ничего принципиально нового. Они лишь немного модернизировали уже существующие технологии – заменили графитовый элемент анода в аккумуляторах на новый гелиевый материал на основе оксида титана.

При этом новые аккумуляторы имеют срок службы в 10 тысяч зарядок, что было и близко недоступно при использовании обычных литиево-ионных батарей.

Аккумулятор от StoreDot заряжается за 30 секунд

Специалисты из израильской компании StoreDot представили новую технологию аккумуляторов для мобильных устройств, которая в будущем может перевернуть рынок с ног на голову. Они продемонстрировали, как обычная батарея в смартфоне полностью заряжается всего за тридцать секунд.

Сотрудники StoreDot рассказывают, что при помощи технологии «нанодотов» они превратили аккумулятор в «губку», которая сама стремится как можно быстрее впитать в себя энергию. Единственной проблемой, на данный момент, является относительно большие размеры подобных энергетических элементов. Но в StoreDot обещают в краткие сроки решить этот недостаток.

Серийное производство сверхбыстрых аккумуляторов запланировано на 2016 год. Компания StoreDot уже получила инвестиции на 48 миллионов для завершения работы над технологией и развертывание своих промышленных мощностей.

Понравилась статья? Тогда поддержи нас, жми:

Источник

Батареи с 5-минутной зарядкой — начались испытания

Новые аккумуляторы с удивительными на сегодняшний день характеристиками собираются в Китае, но разработал их израильский стартап StoreDot. Уже выпущена первая партия батарей в количестве 1000 штук.

Теперь начинаются испытания этих аккумуляторов, способных почти полностью заряжаться всего за пять минут. Естественно, что сверхбыстрая зарядка должна при этом производиться от специальных двухфазных зарядочных станций.

«Начало испытаний аккумуляторов с технологией сверхбыстрой зарядки ознаменовало новую эру в автомобилестроении. Это значительный шаг к тому, чтобы электромобили стали заряжаться так же быстро, как заправка авто на традиционных АЗС», — прокомментировал инвестор проекта Кенес Ракишев.

Для справки, Кенес Ракишев также владеет месторождениями никеля и кобальта, из которых и производятся батареи.

Компания уже выпускает литиевые аккумуляторы для смартфонов, которые заряжаются за пять минут. Теперь технологию планируют применять в электромобилях, интерес к чему проявили, например, Daimler AG , BP, Samsung, TDK и другие компании, поддержав проект деньгами.

Главная особенность новых аккумуляторов StoreDot состоит в том, что графит в них заменен на полупроводниковые наночастицы. В них ионы проходят быстрее, встречая меньшее сопротивление. Электроды пока делаются из германия, но вскоре его планируют заменить на более дешевый материал — кремний. При этом батареи рассчитаны на 1000 циклов заряда-разряда, после чего теряют до 20% начальной емкости.

• В прошлом году было заявлено об улучшении характеристик аккумуляторов. В частности, лучше стали батареи GM и Теслы.

Понравилась заметка? Подпишись и будешь всегда в курсе!

Источник

Типы быстрых зарядок и нюансы используемых кабелей

Содержание

Содержание

Современные смартфоны потребляют намного больше энергии, чем их предшественники: больше быстродействие, больше экран, больше памяти, GPS, Bluetooth, Wi-Fi. Все это прекрасно, однако емкости аккумуляторов за прогрессом не поспевают. В результате многие современные смартфоны держат заряд не более суток. Рано или поздно вы забываете поставить вечером гаджет на зарядку, а утром понимаете, что через 15 минут выходить из дома, а заряда — «на донышке». Что делать? Бежать покупать портативный аккумулятор или можно что-то сделать за эти 15 минут?

Как долго должен заряжаться аккумулятор?

Так получилось, что USB стал стандартом для зарядных устройств всех гаджетов. Но разрабатывался этот стандарт, во-первых, давно, во-вторых, совсем не для этого.

Стандарт USB был разработан еще в 1996 году. Устройства тех лет, питающиеся от разъема USB, зачастую не имели контроллеров питания и могли просто сгореть, получив большой ток. Поэтому в стандарте вплоть до версии 2.0 максимальный ток составлял 500 мА, поэтому заряда смартфона с батарейкой емкостью в 3000 мАч требовалось 7-8 часов, хотя сам аккумулятор вполне мог бы потреблять 1,5 А и зарядиться за 2-3 часа.

Именно поэтому зарядка, идущая в комплекте с гаджетом, зачастую заряжает его намного быстрее — она просто выдает повышенный ток, рассчитанный на конкретный аккумулятор.

Сам стандарт разрабатывался для передачи данных, а не для питания. Разъемы и кабели USB не предназначены для больших токов, так что производители гаджетов столкнулись с неприятностями, начав выпускать такие зарядки с токами до 5А и более. Провода кабеля USB довольно тонкие, сопротивление их высоко. Но с увеличением тока падение напряжения на кабеле и его нагрев стали довольно существенными. Кроме того, появились случаи перегрева тонких контактов разъема. Поэтому большинство обычных зарядный устройств дают на выходе до 2А, а зарядка по-прежнему длится часами.

Что такое быстрая зарядка?

Это зарядка токами 1С и выше, то есть токами, кратными емкости аккумулятора. Например, 1А для емкости 1000 м·Ач и так далее. Поначалу такой режим считался крайне неблагоприятным для литий-ионных батарей. Но со временем ситуация изменилась — зарядка током 1С уже не вызывает заметного снижения ресурса у современных аккумуляторов, а зарядка током в 2С приводит к потере примерно 20 % емкости через 500–800 циклов заряда-разряда. Да, если пользоваться быстрой зарядкой ежедневно, через пару лет вы заметите падение емкости. Но вряд ли из-за этого стоит отказываться от возможности зарядить телефон за полчаса.

Чтобы не было потерь на тонких проводах, режимы быстрой зарядки используют повышенное напряжение в кабеле. ЗУ может выдавать напряжение до 20В, а в гаджете оно понизится до требуемых 5В с соответствующим увеличением тока. Например, если ЗУ обеспечивает напряжение 20В и ток 2А, то на аккумуляторе будут 5В и 8А.

Для сохранения совместимости со старыми ЗУ и компьютерными USB, новым зарядным устройствам пришлось «поумнеть» — теперь они не сразу выдают максимальные ток и напряжение, а только после получения запроса от гаджета. К сожалению, способы «общения» ЗУ и гаджета у каждого производителя свои.

Типы быстрой зарядки

Quick Charge — стандарт компании Qualcomm, поддерживается устройствами, собранными на базе чипсетов Snapdragon, начиная с 2013 г. Максимальный поддерживаемый ток — 3А и 5A в версии 4, напряжение может меняться от 3,6 до 20 В, а также до 22 в версии 3 и до 21 в 4+. Стандарт теоретически обеспечивает до 100 Вт мощности, но практически такая мощность устройствами не поддерживается, а штатные ЗУ выдают всего 18 Вт. Контроль температуры в стандарт не вписан, так что нередки случаи перегрева при быстрой зарядке. Сейчас большинство производителей смартфонов обеспечивают контроль температуры при использовании QC. А стандарт QC 4 имеет полную поддержку протокола Power Delivery.

Adaptive Fast Charging компании Samsung основан на Quick Charge 2 и частично с ним совместим, поэтому заряжать его от ЗУ с поддержкой QC 2 можно, но зарядка идет медленнее, чем от штатного. Контроль температуры есть, так что зарядка безопасна.

Motorola Turbopower компанией Lenovo так же разработан на основе стандарта Quick Charge 2, с которым полностью совместим. Отличия незначительны, основное заключается не в самом стандарте, а в наличии штатного ЗУ Motorola на 25 Вт против 18 Вт у поддерживающих QC 2. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.

Huawei Super Charge применяется на устройствах Huawei и тоже основан на Quick Charge 2. Напряжение может достигать 5В, ток — 5А, давая в итоге максимальную мощность 25 Вт. По скорости зарядки уступает QC и PD последних версий.

Pump Express разработан компанией MediaTek и поддерживается гаджетами, собранными на базе SoC этого производителя. Он также основан на Quick Charge 2, и полностью с ним совместим. Его мощность ограничена 15 Вт, поэтому на емких аккумуляторах он покажет меньшую скорость зарядки по сравнению с другими стандартами. Зато в Pump Express есть контроль температуры аккумулятора, что значительно повышает безопасность зарядки.

Быстрая зарядка Apple совместима с Power Delivery. ЗУ Apple может выдавать до 87 Вт, что позволяет быстро зарядить не только все модели iPhone, начиная с 8, но и емкие аккумуляторы iPad Pro и MacBook 12.

Oppo Vooc (и основанный на ней Dash Charge) выбиваются из остального ряда — это оригинальные, ни с чем не совместимые стандарты. Используются на устройствах OnePlus и Oppo. Зарядное устройство выдает до 25 Вт мощности. Из-за несовместимости стандартов быстрая зарядка осуществима только с помощью оригинальных зарядного устройства и кабеля.

Power Delivery — наиболее перспективный стандарт быстрой зарядки, разработанный консорциумом USB в 2015 году. Стандарт поддерживает напряжения питания до 20 В и ток до 3А, что в итоге дает до 60 Вт мощности. А наиболее перспективным он считается из-за того, что «встроен» в новый стандарт USB 3.1 и теперь любые устройства, использующие разъем Type-C, должны либо поддерживать Power Delivery, либо смириться с недовольством пользователей, пытающихся заряжать гаджеты от ЗУ с поддержкой PD. Apple и Qualcomm уже выбрали первый вариант.

USB 3.1 + Power Delivery = некоторые проблемы

Теперь «умным и быстрым» ЗУ может быть любое устройство, поддерживающее USB 3.1. Заряжаемое устройство определит возможности заряжающего порта, измерив сопротивление между парой контактов разъема — CC и Vbus. Если порт может выдать максимум 0,9 А, как обычный порт USB 3.0, сопротивление будет равно 56 кОм, 22 кОм «скажут» гаджету, что ЗУ может выдать до 1,5 А, а 10 кОм — 3А.

Но как быть с кабелями-переходниками с Type-C на USB 2.0? У первого — 24 контакта, у второго — всего 4, а тех, между которыми ЗУ должно выставлять сигнальное сопротивление, просто нет. Консорциум USB решил встраивать резисторы прямо внутрь кабеля: 10 кОм в кабеля для мощных ЗУ, 22 кОм — для ЗУ с выходным током 1,5 А, ну и для 0,9 А — 56 кОм.

А если перепутать? Чаще всего — ЗУ не даст максимального тока и зарядка будет идти в разы дольше. Если же ЗУ попытается дать гаджету ток больше, чем оно способно, то может выйти из строя, а в худшем случае — испортить и гаджет.

Масла в огонь подлили китайцы, начав засовывать резисторы 10 кОм во все кабели-переходники с Type-C на USB 2.0. В том числе и в дешевые тонкожильные, неспособные выдержать те 3А, которые он якобы должен пропускать.

Чтобы всем стало совсем «весело», консорциум USB регламентировал установку в кабели Type-C маркирующей микросхемы eMarker, информирующей оба подключенных к нему устройства о возможностях кабеля. Проблема в том, что дорогостоящий кабель с микросхемой eMarker может быстро сгореть на паре ЗУ–гаджет, поддерживающей какой-нибудь стандарт быстрой зарядки, отличной от Power Delivery. eMarker питается от 5В, а тот же QickCharge 2 и все основанные на нем протоколы запросто могут поднять напряжение питающей линии до 18 В.

Вывод один — не используйте для быстрой зарядки «случайные» кабели. Это особенно важно для кабелей с разъемами Type-C, но актуально и для старых разъемов: невооруженным глазом не заметить, что у кабеля сечение жил меньше и разъем контактирует неплотно. В результате зарядка будет идти намного дольше, и это еще не самое худшее: возникающий из-за искрения контактов нагрев может привести к повреждению разъема или вообще к воспламенению прилегающего пластика. Настоятельно рекомендуется не пользоваться для зарядки «чужими» проводами, пусть они и выглядят подходящими.

Источник