في العدد الخامس من مجلتنا أخبرناك كيف تصنع بطارية الغاز بنفسك، وفي العدد السادس بطارية الرصاص والبوتاس. نحن نقدم للقراء نوعًا آخر من المصدر الحالي - عنصر الزنك والهواء. لا يتطلب هذا العنصر الشحن أثناء التشغيل، وهي ميزة مهمة جدًا مقارنة بالبطاريات.

يعد عنصر الزنك والهواء الآن مصدر التيار الأكثر تقدمًا، نظرًا لأنه يتمتع بطاقة نوعية عالية نسبيًا (110-180 واط ساعة/كجم)، وسهل التصنيع والتشغيل، وهو الأكثر واعدة من حيث زيادة خصائصه المحددة. يمكن أن تصل الطاقة المحددة المحسوبة نظريًا لخلية هواء الزنك إلى 880 واط ساعة/كجم. وإذا تم تحقيق نصف هذه القوة، فسيصبح العنصر منافسًا خطيرًا للغاية لمحرك الاحتراق الداخلي.

ميزة مهمة جدًا لعنصر الهواء الزنك هي

تغير طفيف في الجهد تحت الحمل أثناء تفريغه. وبالإضافة إلى ذلك، فإن هذا العنصر لديه قوة كبيرة، حيث أن السفينة يمكن أن تكون مصنوعة من الفولاذ.

يعتمد مبدأ تشغيل عناصر الهواء الزنك على استخدام النظام الكهروكيميائي: الزنك - محلول البوتاسيوم الكاوي - الكربون المنشط الذي يمتص الأكسجين الجوي. من خلال اختيار تركيبة المنحل بالكهرباء، والكتلة النشطة للأقطاب الكهربائية واختيار التصميم الأمثل للعنصر، يمكن زيادة قوته المحددة بشكل كبير.

إن إطلاق بطاريات الزنك والهواء المدمجة في السوق الشامل يمكن أن يغير بشكل كبير الوضع في قطاع السوق من مصادر الطاقة المستقلة صغيرة الحجم لأجهزة الكمبيوتر المحمولة و الأجهزة الرقمية.

مشكلة الطاقة

وفي السنوات الأخيرة، زاد أسطول أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الرقمية المختلفة بشكل ملحوظ، ولم يظهر الكثير منها في السوق إلا مؤخرًا. وقد تسارعت هذه العملية بشكل ملحوظ بسبب زيادة شعبيتها الهواتف المحمولة. وفي المقابل، فإن النمو السريع في عدد الأجهزة المحمولةالأجهزة الإلكترونية

تسبب في زيادة خطيرة في الطلب على مصادر الكهرباء المستقلة، ولا سيما لأنواع مختلفة من البطاريات والمراكم.

ومع ذلك، فإن الحاجة إلى تزويد عدد كبير من الأجهزة المحمولة بالبطاريات ليست سوى جانب واحد من المشكلة. وبالتالي، مع تطور الأجهزة الإلكترونية المحمولة، تزداد كثافة العناصر وقوة المعالجات الدقيقة المستخدمة فيها في ثلاث سنوات فقط، وقد زاد تردد الساعة لمعالجات المساعد الرقمي الشخصي المستخدمة بأمر من حيث الحجم. يتم استبدال الشاشات الصغيرة أحادية اللون بشاشات ملونة عالية الدقة بأحجام شاشات أكبر. كل هذا يؤدي إلى زيادة في استهلاك الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، هناك اتجاه واضح نحو مزيد من التصغير في مجال الإلكترونيات المحمولة.

مع الأخذ في الاعتبار هذه العوامل، يصبح من الواضح تمامًا أن زيادة كثافة الطاقة والطاقة والمتانة والموثوقية للبطاريات المستخدمة هي أحد أهم الشروط لضمان مواصلة تطوير الأجهزة الإلكترونية المحمولة. تعد مشكلة مصادر الطاقة المستقلة المتجددة حادة للغاية في قطاع أجهزة الكمبيوتر المحمولة. تتيح التقنيات الحديثة إنشاء أجهزة كمبيوتر محمولة لا تقل عملياً عن وظائفها وأدائها عن أنظمة سطح المكتب الكاملة. ومع ذلك، فإن الافتقار إلى مصادر طاقة مستقلة فعالة بما فيه الكفاية يحرم مستخدمي الكمبيوتر المحمول من إحدى المزايا الرئيسية لهذا النوع من أجهزة الكمبيوتر - التنقل. مؤشر جيد لجهاز كمبيوتر محمول حديث مزود ببطارية ليثيوم أيون هو عمر البطارية الذي يبلغ حوالي 4 ساعات 1، ولكن من الواضح أن هذا لا يكفي للعمل الكامل في ظروف الهاتف المحمول (على سبيل المثال، تستغرق الرحلة من موسكو إلى طوكيو حوالي 10 ساعات ومن موسكو إلى لوس أنجلوس 15 تقريبًا).تمثل أجهزة الكمبيوتر المحمولة تحولًا من بطاريات هيدريد معدن النيكل والليثيوم أيون الشائعة حاليًا إلى خلايا الوقود الكيميائية 2 . إن خلايا الوقود الواعدة من وجهة نظر التطبيق في الأجهزة الإلكترونية المحمولة وأجهزة الكمبيوتر هي خلايا الوقود ذات درجات حرارة التشغيل المنخفضة مثل PEM (غشاء تبادل البروتون) و DMCF (خلايا وقود الميثانول المباشرة). ويستخدم محلول مائي من كحول الميثيل (الميثانول) 3 كوقود لهذه العناصر.

ومع ذلك، في هذه المرحلة، سيكون من التفاؤل للغاية وصف مستقبل خلايا الوقود الكيميائي بألوان وردية فقط. الحقيقة هي أن هناك عائقين على الأقل أمام التوزيع الشامل لخلايا الوقود في الأجهزة الإلكترونية المحمولة. أولا، الميثانول مادة سامة إلى حد ما، مما يعني زيادة متطلبات ضيق وموثوقية خراطيش الوقود. ثانياً، لضمان معدلات مقبولة من التفاعلات الكيميائية في خلايا الوقود ذات درجات حرارة التشغيل المنخفضة، لا بد من استخدام المحفزات. حاليًا، تُستخدم المحفزات المصنوعة من البلاتين وسبائكه في خلايا PEM وDMCF، لكن الاحتياطيات الطبيعية لهذه المادة قليلة وتكلفتها مرتفعة. من الممكن نظريًا استبدال البلاتين بمحفزات أخرى، لكن حتى الآن لم يتمكن أي من الفرق المشاركة في الأبحاث في هذا الاتجاه من إيجاد بديل مقبول. واليوم، ربما تكون ما يسمى بمشكلة البلاتين هي العقبة الأكثر خطورة أمام التبني الواسع النطاق لخلايا الوقود في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الإلكترونية.

1 يشير هذا إلى وقت التشغيل من بطارية قياسية.

2 يمكن قراءة المزيد من المعلومات حول خلايا الوقود في مقالة "خلايا الوقود: عام من الأمل" المنشورة في العدد 1'2005.

تم تجهيز 3 خلايا PEM تعمل على غاز الهيدروجين بمحول مدمج لإنتاج الهيدروجين من الميثانول.

عناصر الهواء الزنك

على الرغم من أن مؤلفي عدد من المنشورات يعتبرون بطاريات ومراكم الهواء الزنك أحد الأنواع الفرعية لخلايا الوقود، إلا أن هذا ليس صحيحًا تمامًا. بعد التعرف على تصميم ومبدأ تشغيل عناصر الزنك والهواء، حتى بعبارات عامة، يمكننا التوصل إلى نتيجة لا لبس فيها تمامًا مفادها أنه من الأصح اعتبارها فئة منفصلة من مصادر الطاقة المستقلة.

يشتمل تصميم خلية الزنك الهوائية على كاثود وأنود مفصولين بواسطة إلكتروليت قلوي وفواصل ميكانيكية. يتم استخدام قطب نشر الغاز (GDE) ككاثود، حيث يسمح غشاءه المنفذ للماء بالحصول على الأكسجين من الهواء الجوي الذي يدور عبره. "الوقود" هو أنود الزنك الذي يتأكسد أثناء عمل الخلية، وعامل الأكسدة هو الأكسجين الذي يتم الحصول عليه من الهواء الجوي الذي يدخل عبر "فتحات التنفس".

عند الكاثود، يحدث تفاعل الاختزال الكهربائي للأكسجين، وتكون منتجاته عبارة عن أيونات هيدروكسيد سالبة الشحنة:

يا 2 + 2 ح 2 يا +4 ه 4 أوه – .

تنتقل أيونات الهيدروكسيد في المحلول الكهربائي إلى أنود الزنك، حيث يحدث تفاعل أكسدة الزنك، مما يؤدي إلى إطلاق إلكترونات تعود إلى الكاثود من خلال دائرة خارجية:

Zn + 4OH – Zn(OH) 4 2– + 2e.

Zn(OH) 4 2– ZnO + 2OH – + H2O.

من الواضح تمامًا أن خلايا الزنك والهواء لا تندرج تحت تصنيف خلايا الوقود الكيميائي: أولاً، تستخدم قطبًا كهربائيًا مستهلكًا (الأنود)، وثانيًا، يتم وضع الوقود في البداية داخل الخلية، ولا يتم إمداده من الخارج. أثناء العملية.

يبلغ الجهد بين أقطاب خلية واحدة من خلية الزنك والهواء 1.45 فولت، وهو قريب جدًا من البطاريات القلوية (القلوية).

إذا لزم الأمر، للحصول على جهد إمداد أعلى، يمكن دمج عدة خلايا متصلة على التوالي في بطارية.

يعتبر الزنك مادة شائعة وغير مكلفة إلى حد ما، لذلك عند نشر الإنتاج الضخم لخلايا الهواء الزنك، لن يواجه المصنعون مشاكل مع المواد الخام. بالإضافة إلى ذلك، حتى في المرحلة الأولية، ستكون تكلفة إمدادات الطاقة هذه تنافسية للغاية.

ومن المهم أيضًا أن تكون عناصر هواء الزنك منتجات صديقة للبيئة للغاية. المواد المستخدمة في إنتاجها لا تسمم البيئة ويمكن إعادة استخدامها بعد إعادة التدوير. تعتبر منتجات تفاعل عناصر الهواء الزنك (الماء وأكسيد الزنك) آمنة تمامًا للبشر والبيئة؛ حتى أن أكسيد الزنك يستخدم كمكون رئيسي لبودرة الأطفال.

من العيوب المعينة لعناصر هواء الزنك تأثير الرطوبة النسبية للهواء الوارد على خصائص العنصر. على سبيل المثال، بالنسبة لخلية هواء الزنك المصممة للتشغيل في ظروف رطوبة الهواء النسبية بنسبة 60%، عندما تزيد الرطوبة إلى 90%، ينخفض ​​عمر الخدمة بنسبة 15% تقريبًا.

من البطاريات إلى البطاريات

الخيار الأسهل لتنفيذ خلايا الزنك الهوائية هو البطاريات التي يمكن التخلص منها. عند إنشاء عناصر الهواء الزنك حجم كبيروالطاقة (على سبيل المثال، المخصصة لتشغيل محطات توليد الطاقة في المركبات)، يمكن جعل أشرطة أنود الزنك قابلة للاستبدال. في هذه الحالة، لتجديد احتياطي الطاقة، يكفي إزالة الكاسيت مع الأقطاب الكهربائية المستخدمة وتثبيت واحدة جديدة في مكانها. يمكن استعادة الأقطاب الكهربائية المستخدمة لإعادة استخدامها باستخدام الطريقة الكهروكيميائية في المؤسسات المتخصصة.

إذا تحدثنا عن عناصر مدمجةمصادر الطاقة المناسبة للاستخدام في أجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة الإلكترونية، ثم هنا التنفيذ العمليلا يمكن استخدام أشرطة أنود الزنك القابلة للاستبدال نظرًا لصغر حجم البطاريات. وهذا هو السبب في أن معظم خلايا الزنك الهوائية المدمجة الموجودة حاليًا في السوق يمكن التخلص منها. يتم إنتاج بطاريات الزنك والهواء صغيرة الحجم التي تستخدم لمرة واحدة من قبل شركات Duracell وEveready وVarta وMatsushita وGP، بالإضافة إلى شركة Energia المحلية. المجال الرئيسي لتطبيق مصادر الطاقة هذه هو المعينات السمعية، أجهزة الراديو المحمولة، معدات التصوير، الخ.

حاليًا، تنتج العديد من الشركات بطاريات هوائية من الزنك يمكن التخلص منها

منذ بضع سنوات، أنتجت AER بطاريات هوائية من الزنك Power Slice مصممة لأجهزة الكمبيوتر المحمولة. تم تصميم هذه العناصر لأجهزة الكمبيوتر المحمولة من سلسلة Hewlett-Packard's Omnibook 600 وOmnibook 800؛

تراوح عمر البطارية من 8 إلى 12 ساعة. من حيث المبدأ، هناك أيضًا إمكانية إنشاء خلايا (بطاريات) الزنك والهواء القابلة لإعادة الشحن، والتي، عند توصيل مصدر تيار خارجي، سيحدث تفاعل اختزال الزنك عند الأنود. ومع ذلك، فإن التنفيذ العملي لمثل هذه المشاريعأعاقتها مشاكل خطيرة ناجمة عن الخواص الكيميائية للزنك. يذوب أكسيد الزنك جيدًا في المنحل بالكهرباء القلوي، وفي شكل مذاب، يتم توزيعه في جميع أنحاء حجم المنحل بالكهرباء، مبتعدًا عن الأنود. ولهذا السبب، عند الشحن من مصدر تيار خارجي، تتغير هندسة الأنود بشكل كبير: يتم ترسيب الزنك المسترد من أكسيد الزنك على سطح الأنود في شكل بلورات شريطية (التشعبات)، على شكل مسامير طويلة. تخترق التشعبات الفواصل، مما يتسبب في حدوث ماس كهربائي داخل البطارية.

هذه المشكلةومما يزيد من تفاقم ذلك حقيقة أنه لزيادة الطاقة، يتم تصنيع أنودات خلايا الهواء الزنك من مسحوق الزنك المسحوق (وهذا يسمح بزيادة مساحة سطح القطب بشكل كبير). وبالتالي، مع زيادة عدد دورات تفريغ الشحنة، ستقل مساحة سطح الأنود تدريجيًا، مما يؤثر سلبًا على أداء الخلية.

حتى الآن، تم تحقيق أكبر نجاح في مجال إنشاء بطاريات الزنك والهواء المدمجة بواسطة Zinc Matrix Power (ZMP). قام متخصصو ZMP بتطوير تقنية Zinc Matrix الفريدة التي حلت المشكلات الرئيسية التي تنشأ أثناء شحن البطارية. جوهر هذه التكنولوجيا هو استخدام رابط البوليمر، الذي يضمن اختراق أيونات الهيدروكسيد دون عوائق، ولكن في الوقت نفسه يمنع حركة ذوبان أكسيد الزنك في المنحل بالكهرباء. بفضل استخدام هذا المحلول، من الممكن تجنب التغيرات الملحوظة في شكل ومساحة سطح الأنود لما لا يقل عن 100 دورة شحن وتفريغ.

تتمثل مزايا بطاريات الزنك والهواء في وقت التشغيل الطويل وكثافة الطاقة النوعية العالية، على الأقل ضعف أفضل بطاريات الليثيوم أيون. تصل كثافة الطاقة النوعية لبطاريات الزنك والهواء إلى 240 واط ساعة لكل 1 كجم من الوزن، وتبلغ الطاقة القصوى 5000 واط/كجم.

وفقًا لمطوري ZMP، من الممكن اليوم إنشاء بطاريات زنك-هواء للأجهزة الإلكترونية المحمولة (الهواتف المحمولة، والمشغلات الرقمية، وما إلى ذلك) بسعة طاقة تبلغ حوالي 20 وات في الساعة. الحد الأدنى لسمك مصادر الطاقة هذه هو 3 مم فقط. تتمتع النماذج الأولية التجريبية لبطاريات الزنك والهواء لأجهزة الكمبيوتر المحمولة بسعة طاقة تتراوح من 100 إلى 200 واط في الساعة.

نموذج أولي لبطارية الزنك والهواء التي ابتكرها متخصصو Zinc Matrix Power

ميزة أخرى مهمة لبطاريات الزنك والهواء هي الغياب التام لما يسمى بتأثير الذاكرة. على عكس الأنواع الأخرى من البطاريات، يمكن إعادة شحن خلايا الزنك والهواء عند أي مستوى شحن دون المساس بقدرتها على الطاقة. بالإضافة إلى ذلك، على عكس بطاريات الليثيوم، تعتبر خلايا الزنك والهواء أكثر أمانًا.

في الختام، من المستحيل عدم ذكر حدث مهم واحد، والذي أصبح نقطة انطلاق رمزية على طريق تسويق خلايا الزنك الهوائية: في 9 يونيو من العام الماضي، أعلنت شركة Zinc Matrix Power رسميًا عن توقيع اتفاقية استراتيجية مع شركة Intel مؤسَّسة. ووفقًا لشروط هذه الاتفاقية، ستنضم شركتا ZMP وIntel إلى جهودهما التطويرية التكنولوجيا الجديدةبطاريات قابلة للشحن لأجهزة الكمبيوتر المحمول. ومن بين الأهداف الرئيسية لهذا العمل زيادة عمر بطارية أجهزة الكمبيوتر المحمولة إلى 10 ساعات. ووفقا للخطة الحالية، ينبغي أن تظهر النماذج الأولى من أجهزة الكمبيوتر المحمولة المجهزة ببطاريات الزنك والهواء للبيع في عام 2006.

لقد تحسنت تكنولوجيا البطاريات بشكل ملحوظ خلال السنوات العشر الماضية، مما أدى إلى زيادة قيمة المعينات السمعية وتحسين أدائها. منذ أن استحوذ المعالج الرقمي على سوق كاليفورنيا، شهدت صناعة البطاريات انفجارًا كبيرًا.

يتزايد عدد الأشخاص الذين يستخدمون بطاريات الزنك الهوائية كمصدر للطاقة لمعيناتهم السمعية يومًا بعد يوم. هذه البطاريات صديقة للبيئة، ونظرًا لقدرتها المتزايدة، فإنها تدوم لفترة أطول بكثير من أنواع البطاريات الأخرى. ومع ذلك، من الصعب تحديد العمر التشغيلي الدقيق للعنصر المستخدم، فهو يعتمد على العديد من العوامل. في لحظات معينة، يكون لدى المستخدمين أسئلة وشكاوى.<Радуга Звуков>سيحاول إعطاء إجابة شاملة للغاية سؤال مهم: إذن على ماذا يعتمد عمر البطارية؟

المزايا...

لسنوات عديدة، كان المصدر الرئيسي للطاقة لأجهزة السمع هو بطاريات أكسيد الزئبق. ومع ذلك، في منتصف التسعينيات. أصبح من الواضح أنها عفا عليها الزمن تماما. أولا، أنها تحتوي على الزئبق - وهي مادة ضارة للغاية. ثانيا، نشأت البطاريات الرقمية وبدأت في التغلب على السوق بسرعة، مما يضع متطلبات مختلفة بشكل أساسي على خصائص البطاريات.

وقد تم استبدال تكنولوجيا أكسيد الزئبق بتكنولوجيا هواء الزنك. وهي فريدة من نوعها حيث يتم استخدام الأكسجين من الهواء المحيط كأحد مكونات (الكاثود) للبطارية الكيميائية، والذي يدخل من خلال فتحات خاصة. ومن خلال إزالة الزئبق أو أكسيد الفضة من علبة البطارية، التي كانت حتى الآن بمثابة الكاثود، تم توفير مساحة أكبر لمسحوق الزنك. لذلك، تعد بطاريات الزنك والهواء أكثر استهلاكًا للطاقة عند مقارنتها ببعضها البعض أنواع مختلفةبطاريات من نفس الحجم. وبفضل هذا الحل المبتكر، ستبقى بطارية الزنك والهواء منقطعة النظير طالما أن سعتها محدودة بالحجم الصغير للبطاريات المصغرة الحديثة.

يوجد على الجانب الموجب للبطارية فتحة واحدة أو أكثر (حسب حجمها) يدخل إليها الهواء. يستمر التفاعل الكيميائي الذي يتم خلاله توليد التيار بسرعة كبيرة ويكتمل تمامًا خلال شهرين إلى ثلاثة أشهر، حتى بدون تحميل البطارية. لذلك، أثناء عملية التصنيع، يتم تغطية هذه الثقوب بطبقة واقية.

للتحضير للعمل، تحتاج إلى إزالة الملصق وإعطاء المادة الفعالة وقتًا للتشبع بالأكسجين (من 3 إلى 5 دقائق). إذا بدأت في استخدام البطارية مباشرة بعد فتحها، فلن يحدث التنشيط إلا في الطبقة السطحية للمادة، مما سيؤثر بشكل كبير على عمر الخدمة.

يلعب حجم البطارية دورًا مهمًا. كلما زاد حجمه، زادت احتياطيات المادة الفعالة فيه، وبالتالي زادت الطاقة المتراكمة. ولذلك فإن أكبر بطارية ذات سعة هي مقاس 675، وأصغرها مقاس 5. تعتمد سعة البطاريات أيضًا على الشركة المصنعة. على سبيل المثال، بالنسبة للبطاريات ذات الحجم 675، يمكن أن تختلف من 440 مللي أمبير إلى 460 مللي أمبير.

والميزات

أولاً، يعتمد الجهد الكهربي الذي توفره البطارية على وقت تشغيلها، أو بشكل أكثر دقة، على درجة تفريغها. يمكن لبطارية الزنك الهوائية الجديدة توفير ما يصل إلى 1.4 فولت، ولكن لفترة قصيرة فقط. ثم ينخفض ​​الجهد إلى 1.25 فولت ويبقى لفترة طويلة. وفي نهاية عمر البطارية، ينخفض ​​الجهد بشكل حاد إلى أقل من 1 فولت.

ثانيًا، تعمل بطاريات الزنك الهوائية بشكل أفضل كلما كانت أكثر دفئًا. وفي هذه الحالة، بالطبع، يجب ألا تتجاوز درجة الحرارة القصوى المحددة لهذا النوع من البطاريات. وهذا ينطبق على جميع البطاريات. لكن خصوصية بطاريات الزنك الهوائية هي أن أدائها يعتمد أيضًا على رطوبة الهواء. العمليات الكيميائية التي تحدث فيه تعتمد على وجودها مبلغ معينرُطُوبَة. بكل بساطة: كلما كان أكثر سخونة ورطوبة، كلما كان ذلك أفضل (وهذا ينطبق فقط على بطاريات CA!). لكن حقيقة أن الرطوبة لها تأثير سلبي على المكونات الأخرى للجهاز السمعي هي مسألة أخرى.

ثالثًا، تعتمد المقاومة الداخلية للبطارية على عدد من العوامل: درجة الحرارة والرطوبة ووقت التشغيل والتكنولوجيا المستخدمة من قبل الشركة المصنعة. كلما ارتفعت درجة الحرارة والرطوبة، انخفضت المعاوقة، مما له تأثير مفيد على عمل النظام السمعي. تتمتع البطارية 675 الجديدة بمقاومة داخلية تبلغ 1-2 أوم. ومع ذلك، في نهاية مدة الخدمة، يمكن أن تزيد هذه القيمة إلى 10 أوم، وللبطارية الثالثة عشرة - ما يصل إلى 20 أوم. اعتمادًا على الشركة المصنعة، يمكن أن تختلف هذه القيمة بشكل كبير، مما يخلق مشاكل عند الحاجة إلى الحد الأقصى من الطاقة المسجلة في ورقة البيانات الفنية.

عند تجاوز قيمة استهلاك التيار الحرجة، يتم إيقاف تشغيل المرحلة النهائية أو نظام السمع بأكمله للسماح للبطارية بالتعافي. إذا بعد<дыхательной паузы>تبدأ البطارية مرة أخرى في إنتاج تيار كافٍ للتشغيل، ويتم تشغيل SA مرة أخرى. في العديد من أنظمة السمع، تكون إعادة التشغيل مصحوبة بإشارة مسموعة، وهي نفس الإشارة التي تعلمك عند انخفاض جهد البطارية. وهذا هو، في الحالة التي يتم فيها إيقاف تشغيل SA بسبب الاستهلاك الحالي العالي، عند تشغيله مرة أخرى، تصدر إشارة تنبيه، على الرغم من أن البطارية قد تكون جديدة تماما. يحدث هذا الموقف عادةً عندما تتلقى أداة السمع مستوى ضغط صوت مرتفع (SPL) ويتم ضبط أداة السمع على الطاقة الكاملة.

العوامل المؤثرة على مدة الخدمة

أحد التحديات الرئيسية التي تواجه البطاريات هو ضمان إمدادات ثابتة من التيار طوال عمر البطارية.

أولاً، يتم تحديد عمر البطارية حسب نوع المرجع المصدق (CA) المستخدم. كقاعدة عامة، تستهلك الأجهزة التناظرية تيارًا أكبر من الأجهزة الرقمية، وتستهلك الأجهزة عالية الطاقة تيارًا أكبر من الأجهزة منخفضة الطاقة. تتراوح قيم الاستهلاك الحالي النموذجية للأجهزة متوسطة الطاقة من 0.8 إلى 1.5 مللي أمبير، وللأجهزة عالية الطاقة وفائقة الطاقة - من 2 إلى 8 مللي أمبير.

تعتبر المراجع المصدقة الرقمية بشكل عام أكثر اقتصادا من المراجع المصدقة التناظرية التي لها نفس القوة. ومع ذلك، لديهم عيب واحد - عند تبديل البرامج أو تشغيل وظائف معالجة الإشارات المعقدة تلقائيًا (تقليل الضوضاء، والتعرف على الكلام، وما إلى ذلك)، تستهلك هذه الأجهزة تيارًا أكبر بكثير من الوضع العادي. يمكن أن ترتفع وتنخفض متطلبات الطاقة اعتمادًا على وظيفة معالجة الإشارة التي يتم تنفيذها في في اللحظة الدائرة الرقميةوحتى ما إذا كان تصحيح فقدان السمع لدى المريض يتطلب تضخيمًا مختلفًا عند مستويات ضغط الصوت المختلفة للإدخال.

يؤثر الوضع الصوتي المحيط أيضًا على عمر البطارية. في بيئة هادئة، عادة ما يكون مستوى الإشارة الصوتية منخفضًا - حوالي 30-40 ديسيبل. في هذه الحالة، تكون الإشارة التي تدخل SA صغيرة أيضًا. في بيئة صاخبة، على سبيل المثال، في مترو الأنفاق أو القطار أو المصنع أو الشارع الصاخب، يمكن أن يصل مستوى الإشارة الصوتية إلى 90 ديسيبل أو أكثر (تبلغ قوة آلات ثقب الصخور حوالي 110 ديسيبل). وهذا يؤدي إلى زيادة في مستوى إشارة الخرج لـ CA، وبالتالي زيادة الاستهلاك الحالي. في الوقت نفسه، تبدأ إعدادات الجهاز في التأثير - مع زيادة التضخيم، يكون الاستهلاك الحالي أكبر أيضًا. عادةً ما تتركز الضوضاء المحيطة في نطاق التردد المنخفض، لذلك عندما يقوم التحكم في النغمة بقمع نطاق التردد المنخفض بشكل أكبر، ينخفض ​​الاستهلاك الحالي أيضًا.

لا يعتمد الاستهلاك الحالي للأجهزة ذات الطاقة المتوسطة كثيرًا على مستوى إشارة الإدخال، ولكن بالنسبة للمراجع المصدقة القوية والفائقة القوة يكون الفرق كبيرًا جدًا. على سبيل المثال، مع إشارة واردة بكثافة 60 ديسيبل (حيث يتم تطبيع الاستهلاك الحالي لـ SA)، تكون القوة الحالية 2-3 مللي أمبير. مع إشارة دخل تبلغ 90 ديسيبل (ونفس إعدادات CA)، يزداد التيار إلى 15-20 مللي أمبير.

منهجية تقييم عمر البطارية

عادة، يتم تقييم عمر البطارية مع الأخذ بعين الاعتبار قدرتها الاسمية والاستهلاك الحالي المقدر للجهاز، المحدد في البيانات الفنية (جواز السفر) للجهاز. لنأخذ حالة نموذجية: بطارية زنك-هواء بحجم 675 بسعة نموذجية تبلغ 460 مللي أمبير في الساعة.

عند استخدامه في جهاز متوسط ​​الطاقة باستهلاك حالي 1.4 مللي أمبير، فإن عمر الخدمة النظري سيكون 460/1.4 = 328 ساعة. عند ارتداء الجهاز لمدة 10 ساعات يوميا فهذا يعني أكثر من شهر من تشغيل الجهاز (328/10=32.8).

عند تشغيل جهاز قوي في بيئة هادئة (الاستهلاك الحالي 2 مللي أمبير)، سيكون عمر الخدمة 230 ساعة، أي حوالي ثلاثة أسابيع مع تآكل لمدة 10 ساعات. ولكن، إذا كانت البيئة صاخبة، فيمكن أن يصل الاستهلاك الحالي إلى 15-20 مللي أمبير (حسب نوع الجهاز). في هذا الوضع، ستكون مدة الخدمة 460/20=23 ساعة، أي. أقل من 3 أيام. بالطبع، لا أحد يمشي في مثل هذه البيئة لمدة 10 ساعات، وسيتم خلط الوضع الحقيقي من حيث الاستهلاك الحالي. لذا فإن هذا المثال يوضح ببساطة منهجية الحساب، معطيًا قيمًا متطرفة لعمر الخدمة. عادة، يتراوح عمر البطارية في جهاز قوي من أسبوعين إلى ثلاثة أسابيع.

استخدم البطاريات المصممة خصيصًا لأجهزة السمع (التي تحمل علامة أو ملصقة على هذا النحو) من الشركات المصنعة لإمدادات الطاقة ذات السمعة الطيبة (GP، وRenata، وEnergizer، وVarta، وPanasonic، وDuracell Activair، وRayovac).

لا تكسر الطبقة الواقية للبطارية (لا تفتحها) حتى يتم تركيبها في المعينة السمعية.

قم بتخزين البطاريات في بثور في درجة حرارة الغرفة والرطوبة العادية. يتمنى<сберечь>قد يؤدي ترك البطارية في الثلاجة لفترة أطول إلى نتيجة معاكسة تمامًا - فالجهاز المزود ببطارية جديدة لن يعمل على الإطلاق.

قبل تركيب البطارية في الجهاز، اتركها بدون فيلم لمدة 3-5 دقائق.

قم بإيقاف تشغيل CA الخاص بك عندما لا تكون قيد الاستخدام. في الليل، قم بإزالة مصادر الطاقة من الجهاز واترك حجرة البطارية مفتوحة.

هذه العناصر لديها أعلى كثافة على الإطلاق التقنيات الحديثة. والسبب في ذلك هو المكونات المستخدمة في هذه البطاريات. تستخدم هذه الخلايا الأكسجين الجوي ككاشف كاثود، وهو ما ينعكس في اسمها. لكي يتفاعل الهواء مع أنود الزنك، يتم عمل ثقوب صغيرة في جسم البطارية. ويستخدم هيدروكسيد البوتاسيوم، الذي يتمتع بموصلية عالية، كإلكتروليت في هذه الخلايا.
تم إنشاء خلايا الزنك الهوائية في الأصل كمصادر طاقة غير قابلة لإعادة الشحن، وتتمتع بفترة صلاحية طويلة ومستقرة، على الأقل عند تخزينها محكمة الإغلاق في حالة غير نشطة. في هذه الحالة، على مدار عام من التخزين، تفقد هذه العناصر حوالي 2 بالمائة من سعتها. بمجرد دخول الهواء إلى البطارية، لن تدوم هذه البطاريات لأكثر من شهر، سواء كنت تستخدمها أم لا.
بدأت بعض الشركات المصنعة في استخدام نفس التقنية في الخلايا القابلة لإعادة الشحن. لقد أثبتت هذه العناصر نفسها بشكل أفضل عندما عمل طويلفي الأجهزة منخفضة الطاقة. العيب الرئيسي لهذه العناصر هو مقاومتها الداخلية العالية، مما يعني أنه لتحقيق قوة عالية، يجب أن تكون ذات حجم هائل. وهذا يعني الحاجة إلى إنشاء حجرات بطارية إضافية في أجهزة الكمبيوتر المحمولة، قابلة للمقارنة بحجم الكمبيوتر نفسه.
ولكن تجدر الإشارة إلى أنهم بدأوا في تلقي مثل هذا الاستخدام مؤخرًا فقط. المنتج الأول من نوعه هو إنشاء مشترك لشركة Hewlett-Packard Co. وشركة AER لموارد الطاقة. - PowerSlice XL - أظهر النقص في هذه التقنية عند استخدامها في أجهزة الكمبيوتر المحمولة. تزن هذه البطارية المصممة للكمبيوتر المحمول HP OmniBook 600 3.3 كجم - أكثر من وزن الكمبيوتر نفسه. لقد قدمت 12 ساعة عمل فقط. بدأت إنرجايزر أيضًا في استخدام هذه التقنية في بطارياتها الصغيرة المستخدمة في أدوات السمع.
كما أن إعادة شحن البطاريات ليست مهمة سهلة. العمليات الكيميائية حساسة للغاية للتيار الكهربائي الذي يزود البطارية. إذا كان الجهد الكهربي الموفر منخفضًا جدًا، فسوف ترسل البطارية التيار بدلاً من استقباله. إذا كان الجهد مرتفعًا جدًا، فقد تحدث تفاعلات غير مرغوب فيها قد تؤدي إلى تلف العنصر. على سبيل المثال، عندما يزيد الجهد، سيزيد التيار بالضرورة، ونتيجة لذلك ستسخن البطارية. وإذا واصلت شحن العنصر بعد شحنه بالكامل، فقد يبدأ إطلاق غازات متفجرة فيه، بل قد يحدث انفجار.

تقنيات الشحن
الأجهزة الحديثةلإعادة الشحن - هذه أجهزة إلكترونية معقدة للغاية بدرجات متفاوتة من الحماية - لك ولبطارياتك. في معظم الحالات، يكون لكل نوع من الخلايا شاحن خاص بها. في سوء الاستخدامقد يؤدي استخدام الشاحن إلى إتلاف البطاريات ليس فقط، بل أيضًا الجهاز نفسه، أو حتى الأنظمة التي تعمل بالبطاريات.
هناك وضعان للتشغيل شواحن- مع الجهد المستمر والتيار المستمر.
أبسطها هي أجهزة الجهد المستمر. إنها تنتج دائمًا نفس الجهد، وتوفر تيارًا يعتمد على مستوى شحن البطارية (والعوامل البيئية الأخرى). مع شحن البطارية، يزداد جهدها، وبالتالي يقل الفرق بين جهد الشاحن والبطارية. ونتيجة لذلك، يتدفق تيار أقل عبر الدائرة.
كل ما هو مطلوب لمثل هذا الجهاز هو محول (لتقليل جهد الشحن إلى المستوى الذي تتطلبه البطارية) ومقوم (لتصحيح التيار المتردد إلى تيار مباشر، يستخدم لشحن البطارية). هذه أجهزة بسيطةتستخدم أجهزة إعادة الشحن لشحن بطاريات السيارات والشحن.
كقاعدة عامة، يتم شحن بطاريات الرصاص الخاصة بإمدادات الطاقة غير المنقطعة بأجهزة مماثلة. بالإضافة إلى ذلك، يتم أيضًا استخدام أجهزة الجهد الثابت لإعادة شحن خلايا أيونات الليثيوم. تمت إضافة دوائر هناك فقط لحماية البطاريات وأصحابها.
النوع الثاني من الشاحن يوفر تيارًا ثابتًا ويغير الجهد لتوفير الكمية المطلوبة من التيار. بمجرد وصول الجهد إلى الشحن الكامل، يتوقف الشحن. (تذكر أن الجهد الذي تنتجه الخلية ينخفض ​​عند تفريغها). عادة، تقوم هذه الأجهزة بشحن خلايا النيكل والكادميوم وهيدريد معدن النيكل.
بالإضافة إلى مستوى الجهد المطلوب، يجب أن تعرف أجهزة الشحن المدة اللازمة لإعادة شحن الخلية. قد تتعرض البطارية للتلف إذا قمت بشحنها لفترة طويلة. اعتمادًا على نوع البطارية و"ذكاء" الشاحن، يتم استخدام العديد من التقنيات لتحديد وقت الشحن.
في أبسط الحالات، يتم استخدام الجهد الناتج عن البطارية لهذا الغرض. يراقب الشاحن جهد البطارية وينطفئ عندما يصل جهد البطارية إلى مستوى العتبة. لكن هذه التكنولوجيا ليست مناسبة لجميع العناصر. على سبيل المثال، بالنسبة للنيكل والكادميوم، فهذا غير مقبول. في هذه العناصر، يكون منحنى التفريغ قريبًا من الخط المستقيم، وقد يكون من الصعب جدًا تحديد مستوى جهد العتبة.
تحدد أجهزة الشحن "المتطورة" وقت الشحن بناءً على درجة الحرارة. أي أن الجهاز يراقب درجة حرارة الخلية ويطفئ أو يقلل تيار الشحن عندما تبدأ البطارية في التسخين (مما يعني أنها مشحونة بشكل زائد). عادةً ما تكون موازين الحرارة مدمجة في هذه البطاريات التي تراقب درجة حرارة العنصر وتنقل الإشارة المقابلة إلى الشاحن.
تستخدم الأجهزة الذكية كلتا الطريقتين. يمكنهم التحول من تيار عالي الشحن إلى تيار صغير، أو يمكنهم الدعم العاصمة.باستخدام أجهزة استشعار الجهد ودرجة الحرارة الخاصة.
توفر أجهزة الشحن القياسية تيار شحن أقل من تيار تفريغ الخلية. وتوفر أجهزة الشحن ذات القيمة الحالية الأعلى تيارًا أكبر من تيار التفريغ المقدر للبطارية. تستخدم أجهزة الشحن المستمر ذات التيار المنخفض تيارًا صغيرًا بحيث يمنع البطارية من التفريغ الذاتي فقط (بحكم التعريف، تُستخدم هذه الأجهزة للتعويض عن التفريغ الذاتي). عادةً ما يكون تيار الشحن في مثل هذه الأجهزة واحدًا على عشرين أو واحدًا على ثلاثين من تيار التفريغ المقدر للبطارية. غالبًا ما تعمل أجهزة الشحن الحديثة بتيارات شحن متعددة. يستخدمون تيارات أعلى في البداية ويتحولون تدريجيًا إلى تيارات أقل عندما يقتربون من الشحن الكامل. إذا كنت تستخدم بطارية يمكنها تحمل الشحن المنخفض الحالي (بطاريات النيكل والكادميوم، على سبيل المثال، لا يمكنها ذلك)، ففي نهاية دورة الشحن، سيتحول الجهاز إلى هذا الوضع. معظم أجهزة شحن الكمبيوتر المحمول و الهواتف المحمولةمصممة بحيث يمكن توصيلها بشكل دائم بالعناصر دون التسبب في ضرر لها.

تُستخدم بطاريات الزنك الهوائية المصغرة ("حبوب كلفانية") ذات الجهد الاسمي 1.4 فولت للتشغيل الموثوق وغير المنقطع لأجهزة السمع التناظرية والرقمية ومكبرات الصوت وزراعة القوقعة الصناعية. إن الصداقة البيئية العالية للبطاريات الصغيرة وعدم القدرة على التسرب تضمن السلامة الكاملة للمستهلكين. يقدم لك متجرنا عبر الإنترنت إمكانية شراء أكبر مجموعة من البطاريات عالية الجودة لأجهزة السمع داخل القناة وداخل الأذن وخلف الأذن بأسعار معقولة.

فوائد بطاريات السمع

يحتوي جسم بطارية الزنك والهواء على أنود الزنك وقطب الهواء والكهارل. محفز لتفاعل الأكسدة والتكوين التيار الكهربائييدخل الأكسجين الجوي من خلال غشاء خاص في السكن. يوفر تكوين البطارية هذا عددًا من المزايا التشغيلية:

• الاكتناز وخفة الوزن.
• سهولة التخزين والاستخدام.
• الافراج عن تهمة موحدة.
• انخفاض التفريغ الذاتي (من 2٪ سنويا)؛
• عمر خدمة طويل.

حتى تتمكن من استبدال البطاريات البالية على الفور ببطاريات جديدة في الأجهزة ذات الطاقة المنخفضة والمتوسطة والعالية، نبيع بطاريات أدوات السمع في سانت بطرسبرغ في عبوات مناسبة مكونة من 4 أو 6 أو 8 قطع.

كيفية شراء البطاريات المناسبة لأجهزة السمع

على موقعنا، يمكنك دائمًا شراء بطاريات لأجهزة تضخيم السمع من متاجر التجزئة والجملة من الشركات المصنعة المعروفة Renata, GP, Energizer, Camelion. لتحديد حجم البطارية بشكل صحيح، استخدم طاولتنا، مع التركيز على لون الفيلم الواقي ونوع الجهاز.

انتباه! بعد إزالة ملصق الختم الملون، يجب عليك الانتظار بضع دقائق وبعد ذلك فقط قم بإدخال "الحبة" في الجهاز. هذه المرة ضرورية لدخول كمية كافية من الأكسجين إلى داخل البطارية وحتى تصل إلى الطاقة الكاملة.

أسعارنا أقل من منافسينا لأننا نشتري مباشرة من الشركة المصنعة.