Lefatše la betri - karolo ea 1

Moputso oa 2019 oa Nobel in Chemistry o fuoe khau ea ho nts'etsapele moralo oa libeteri tsa lithium-ion. Ho fapana le tse ling tsa likahlolo tsa Komiti ea Nobel, ena ha ea ka ea makatsa - ho fapana le hoo. Libetri tsa lithium-ion li matlafatsa li-smartphone, lilaptop, lisebelisoa tsa motlakase tse nkehang habonolo esita le likoloi tsa motlakase. Bo-rasaense ba bararo, John Goodenough, Stanley Whittingham le Akira Yoshino, ba ile ba fumana mangolo, likhau tsa khauta le SEK tse limilione tse 9 bakeng sa ho ajoa. 

U ka bala haholoanyane ka lebaka la ho fana ka khau khatisong e fetileng ea potoloho ea rona ea k'hemistri - mme sengoloa ka bosona se ile sa qetella ka phatlalatso ea tlhahiso e qaqileng haholoanyane ea taba ea lisele le libeteri. Ke nako ea ho boloka tšepiso ea hau.

Ntlha ea pele, tlhaloso e khutšoanyane ea ho se nepahale ha mabitso.

kgokahanyo ena ke eona feela potoloho e hlahisang motlakase.

Battery e na le lisele tse hokahaneng ka nepo. Sepheo ke ho eketsa voltage, capacitance (matla a ka huloang tsamaisong), kapa ka bobeli.

аккумулятор ke sele kapa betri e ka tjhajwang ha e fedile. Ha se chip e 'ngoe le e' ngoe e nang le thepa ena - tse ngata li ka lahloa. Puong ea letsatsi le letsatsi, mantsoe a mabeli a pele a atisa ho sebelisoa ka ho fapanyetsana (ho tla ba joalo le sehloohong), empa motho o tlameha ho hlokomela phapang pakeng tsa bona (1).

1. Libetri tse nang le lisele.

Libetri ha li so qaptjoe lilemong tse mashome tse fetileng, li na le nalane e telele haholo. E ka ’na eaba u se u utloile ka phihlelo eo Galvaniego i Li-volts qalong ea lekholo la bo XNUMX le la bo XNUMX la lilemo, e leng se ileng sa tšoaea qaleho ea tšebeliso ea matla a motlakase ho fisiks le k'hemistri. Leha ho le joalo, nalane ea betri e qalile le pejana. E ne e le nako e telele e fetileng ...

... nako e telele Baghdad

Ka 1936 moepolli oa lintho tsa khale oa Jeremane Wilhelm Koenig o ile a fumana sejana sa letsopa haufi le Baghdad sa lekholong la boXNUMX la lilemo BC. Se fumanoeng se ne se bonahala se sa tloaeleha, kaha tsoelo-pele ea Eufrate le Tigris e ile ea atleha ka lilemo tse likete.

Leha ho le joalo, se ka hare ho sekepe se ne se makatsa: moqolo o mafome oa letlapa la koporo, molamu oa tšepe le mesaletsa ea resin ea tlhaho. Koenig o ile a tsieleha ka morero oa mosebetsi oo ho fihlela a hopola ha a etetse Alley of Jewelers e Baghdad. Meetso e tšoanang e ne e sebelisoa ke litsebi tsa mesebetsi ea matsoho sebakeng seo ho koahela lihlahisoa tsa koporo ka litšepe tsa bohlokoa. Khopolo ea hore e ne e le beteri ea boholo-holo ha ea ka ea kholisa baepolli ba bang ba lintho tsa khale hore ha ho bopaki ba motlakase bo ileng ba pholoha ka nako eo.

Joale (ke seo se fumanoeng se neng se bitsoa) na see ke ntho ea 'nete kapa ke tšōmo ho tloha masiu a 1001? E re teko e etse qeto.

O tla hloka: poleiti ea koporo, sepekere sa tšepe le asene (hlokomela hore lisebelisoa tsena kaofela li ne li tsejoa ebile li fumaneha haholo mehleng ea khale). Kenya sebaka sa resin ho tiisa sejana ebe u se nkela sebaka ka polasetiki e le insulation.

Etsa teko ka beaker kapa botlolo, le hoja ho sebelisa vase ea letsopa ho tla fa teko tatso ea sebele. U sebelisa sandpaper, hloekisa libaka tsa tšepe tse tsoang letlapeng 'me u hokele lithapo ho tsona.

Roala poleiti ea koporo ka har'a moqolo 'me u e behe ka har'a sejana, ebe u kenya sepekere ka har'a moqolo. U sebelisa polasetiki, lokisa poleiti le sepekere e le hore li se ke tsa tšoarana (2). Tšela asene (hoo e ka bang 5% tharollo) ka har'a sekepe 'me, u sebelisa multimeter, lekanya motlakase pakeng tsa lipheletsong tsa lithapo tse hokahaneng le poleiti ea koporo le sepekere sa tšepe. Beha sesebelisoa ho lekanya DC hajoale. Ke efe ea lipalo eo e leng "plus" mme "minus" ea mohloli oa motlakase ke efe?

2. Sekeche sa kopi ea morao-rao ea betri e tsoang Baghdad.

Metha e bonts'a 0,5-0,7 V, kahoo betri ea Baghdad e sebetsa! Ka kopo hlokomela hore palo e ntle ea tsamaiso ke koporo, 'me palo e mpe ke tšepe (mithara e bontša boleng bo botle ba motlakase ka khetho e le' ngoe feela bakeng sa ho hokahanya lithapo ho li-terminals). Na motlakase o ka fehloa ka kopi e hahiloeng bakeng sa mosebetsi o molemo? E, empa etsa mefuta e meng hape 'me u e kopanye ka letoto ho eketsa motlakase. LED e hloka hoo e ka bang li-volts tse 3 - haeba u fumana chelete e ngata joalo ka betri ea hau, LED e tla khantša.

Betri ea Baghdad e ile ea lekoa khafetsa bakeng sa bokhoni ba eona ba ho sebelisa lisebelisoa tse nyane. Teko e tšoanang e ile ea etsoa lilemong tse 'maloa tse fetileng ke bangoli ba lenaneo la sehlotšoana sa MythBusters. Li-Mythbusters (na u ntse u hopola Adam le Jamie?) Hape ba fihletse qeto ea hore mohaho o ka sebetsa e le betere ea boholo-holo.

Joale na bophelo ba batho ka motlakase bo qalile lilemong tse 2 tse fetileng? Ee le che. E, hobane leha ho le joalo ho ne ho ka khoneha ho rala lisebelisoa tsa motlakase. Che, hobane boqapi boo ha boa ka ba ata - ha ho motho ea neng a bo hloka ka nako eo le makholong a mangata a lilemo a tlang.

Khokahano? Ho bonolo!

Hloekisa bokaholimo ba lipoleiti tsa tšepe kapa lithapo, aluminium, tšepe, jj. Kenya lisampole tsa litšepe tse peli tse fapaneng ka har'a tholoana e nang le lero (e tla thusa ho phalla ha motlakase) e le hore li se ke tsa tšoarana. Hokela li-clamp tsa multimeter lipheletsong tsa lithapo tse tsoang ka har'a litholoana, 'me u bale matla a motlakase lipakeng tsa tsona. Fetola mefuta ea litšepe tse sebelisoang (hammoho le litholoana) ’me u ’ne u leke (3).

3. Seleng ea litholoana (aluminium le li-electrode tsa koporo).

Maemong 'ohle lihokelo li entsoe. Boleng ba li-voltages tse lekantsoeng li fapana ho latela litšepe le litholoana tse nkiloeng bakeng sa teko. Ho kopanya lisele tsa litholoana ka betri ho tla u lumella hore u sebelise matla a lisebelisoa tse nyenyane tsa elektronike (tabeng ena, ho hloka chelete e nyenyane ea hona joale, eo u ka e fumanang ho tloha moqapi oa hau).

Kopanya lipheletsong tsa lithapo tse khomarelang litholoana tse feteletseng ho lithapo, 'me tsena, ka lehlakoreng le leng, ho ea lipheletsong tsa LED. Hang ha o hokahanya lipalo tsa betri ho "li-terminal" tse tsamaellanang tsa diode 'me motlakase o fetile moeli o itseng, diode e tla khantša (diode tsa mebala e fapaneng li na le matla a fapaneng a pele, empa hoo e ka bang 3 volts e lokela ho lekana. ).

Mohloli oa matla o khahlehang ka ho tšoanang ke oache ea elektroniki - e ka sebetsa ka "betri ea litholoana" nako e telele (le hoja ho hongata ho itšetlehile ka mohlala oa oache).

Meroho ho hang ha e tlase ho litholoana mme e boetse e u lumella ho theha betri ho tsoa ho eona. Joalo ka? Nka li-pickles tse 'maloa le palo e loketseng ea maqephe a koporo le aluminium kapa lithapo (u ka li nkela sebaka ka lipekere tsa tšepe, empa u tla fumana motlakase o fokolang ho tloha sehokelong se le seng). Bokella betri 'me ha u e sebelisa ho matlafatsa potoloho e kopaneng ho tsoa lebokoseng la' mino, k'hoaere ea likomkomere e tla bina!

Ke hobane'ng ha likomkomere? Konstantin Ildefons Galchinsky o ile a pheha khang ea hore: "Haeba likomkomere li sa bine le ka nako leha e le efe, mohlomong a ke ke a bona ka thato ea leholimo." Hoa fumaneha hore setsebi sa k'hemistri se ka etsa lintho tseo le liroki li sa kang tsa li lora.

Betri ea Bivouac

Maemong a tshohanyetso, o ka iketsetsa betri ka bowena mme o e sebedise ho matlafatsa lebone la LED. Ke 'nete, leseli le tla ba le lerootho, empa le molemo ho feta ho se be teng.

U tla hloka eng? Ha e le hantle, diode, 'me ho phaella moo, hlobo ea ice cube, terata ea koporo, le lipekere tsa tšepe kapa li-screws (litšepe li lokela ho hloekisoa holim'a tsona ho thusa ho phalla ha motlakase). Khaola terata likotoana 'me u phuthe hlooho ea screw kapa sepekere ka ntlha e le' ngoe ea sekhechana. Etsa mekhoa e mengata ea tšepe ea koporo ka tsela ena (8-10 e lokela ho lekana).

Tšela mobu o mongobo ka har'a mekotla ka hlobo (o ka tšela metsi a letsoai hape, a tla fokotsa khanyetso ea motlakase). Joale kenya sebopeho sa hau ka har'a sekoti: sekoti kapa sepekere se lokela ho kena ka sekoting se le seng, 'me terata ea koporo e kene ho e' ngoe. Beha tse latelang e le hore ho be le tšepe sebakeng se le seng ka koporo (litšepe li ne li ke ke tsa kopana). Kaofela e etsa letoto: tšepe-koporo-tšepe-koporo, joalo-joalo Hlophisa likarolo ka tsela eo likoti tsa pele le tsa ho qetela (tse nang le litšepe tsa motho ka mong) li robala haufi le tse ling.

Ke sena se fihla sehlohlolong.

Kenya leoto le le leng la diode karolong ea pele ea phomolo moleng le leoto le leng ho ea ho qetela. Na e a benya?

Haeba ho joalo, kea u babatsa (4)! Haeba ho se joalo, sheba liphoso. Lebone la LED, ho fapana le lebone le tloaelehileng la lebone, le tlameha ho ba le khokahanyo ea polarity (na ua tseba hore na ke tšepe efe e leng "plus" le "minus" ea betri? Ho lekane ho kenya maoto ka tsela e fapaneng le fatše. Lisosa tse ling tsa ho hloleha ke matla a tlase haholo (bonyane 3 volts), potoloho e bulehileng kapa potoloho e khuts'oane ho eona.

4. "Betri ea lefats'e" e sebetsa.

Boemong ba pele, eketsa palo ea likarolo. Ka lekhetlo la bobeli, hlahloba kamano pakeng tsa litšepe (hape u tiise fatše ho pota-pota). Tabeng ya boraro, etsa bonnete ba hore lipheletsong tsa koporo le tšepe u se ke ua ama mong ho e mong tse ling tse ka tlas'a lefatše le hore mobu kapa seretse eo ka eona wetted e ha e amahanya haufi likoting.

Teko ea "betri ea lefats'e" e thahasellisa ebile e paka hore motlakase o ka fumanoa hoo e batlang e le letho. Le ha o sa tlameha ho sebelisa sebopeho se hahelletsoeng, o ka lula o khahlisa baeti ka bokhoni ba hau bo kang ba MacGyver (mohlomong bo hopoloa feela ke litsebi tse kholo) kapa setsebi sa ho pholoha.

Lisele li sebetsa joang?

Tšepe (electrode) e qoelisoang ka tharollo ea conductive (electrolyte) e lefisoa ho eona. Chelete e fokolang ea li-cations e kena tharollo, ha li-electrone li ntse li le ka tšepe. Ke li-ion tse kae tse nang le tharollo le hore na li-electrone tse ngata tse feteletseng li ka har'a tšepe li itšetlehile ka mofuta oa tšepe, tharollo, mocheso, le lintlha tse ling tse ngata. Haeba litšepe tse peli tse fapaneng li qoelisoa ka electrolyte, motlakase o tla hlaha pakeng tsa tsona ka lebaka la palo e fapaneng ea lielektrone. Ha o kopanya li-electrode ka terata, li-electrone tse tsoang tšepe tse nang le palo e kholo ea tsona (electrode e mpe, i.e. cell anode) li tla qala ho phalla ka tšepe e nang le palo e nyenyane ea tsona (electrode e ntle - cathode). Ha e le hantle, nakong ea ts'ebetso ea sele, ho leka-lekana ho tlameha ho bolokoa: li-cations tsa tšepe tse tsoang ho anode li kena ka tharollo, 'me li-electrone tse fanoang ho cathode li itšoara ka li-ion tse potolohileng. Potoloho eohle e koetsoe ke electrolyte e fanang ka lipalangoang tsa ion. Matla a lielektrone a phallang ka har'a conductor a ka sebelisoa bakeng sa mosebetsi o molemo.