Батарейка чи гальванічний елемент – це хімічне джерело електричного струму. Всі батареї, що продаються в магазинах, мають однакову конструкцію. У них використовуються два електроди з різного складу. Основним елементом для негативного виведення (аноду) сольових та лужних батарей є цинк, а для їх позитивного (катода) – марганець. Катод літієвих батарейок виготовляється з літію, а для анода використовуються різні матеріали.

Між електродами батарейок розташований електроліт. Склад його різний: для сольових батарей, що мають найнижчий ресурс, використовується хлорид амонію. Для виготовлення лужних батарей застосовують гідроксид калію, а літієвих батарейках використовується органічний електроліт.

При взаємодії електроліту з анодом поблизу нього утворюється надлишок електронів, що створює різницю потенціалів між електродами. При замиканні електричного кола кількість електронів за рахунок хімічної реакції постійно поповнюється, і батарейка підтримує протікання струму через навантаження. При цьому матеріал анода поступово корозує та руйнується. При повному виробленні ресурс батарейки виявляється вичерпаний.

Незважаючи на те, що склад батарейок збалансований виробниками для забезпечення тривалої та стабільної їх роботи, виготовити елемент живлення можна і самому. Розглянемо кілька способів, як можна зробити батарейку власноруч.

Спосіб перший: батарейка з лимону

Ця саморобна батарея використовуватиме електроліт на основі лимонної кислоти, що міститься в м'якоті лимона. Для електродів візьмемо мідну та залізну тяганину, цвяхи або шпильки. Позитивним буде мідний електрод, а негативним – залізний.

Лимон потрібно розрізати впоперек на дві частини. Для більшої стійкості половинки кладуться у невеликі ємності (склянки чи чарки). Необхідно приєднати дроти до електродів і занурити їх у лимон з відривом 0,5 – 1 див.

Тепер потрібно взяти мультиметр і виміряти напругу на гальванічному елементі, що вийшов. Якщо його недостатньо, то потрібно ще зробити своїми руками кілька однакових лимонних батарей і з'єднати їх послідовно за допомогою тих же проводів.

Спосіб другий: банка з електролітом

Для складання своїми руками пристрою, схожого за конструкцією на першу батарейку у світі, знадобиться скляна банка або склянка. Для матеріалу електродів використовуємо цинк або алюміній (анод) та мідь (катод). Для підвищення ефективності елемента їх площа має бути максимально великою. Провід краще буде припаяти, але до електрода з алюмінію провід доведеться прикріпити заклепкою або болтовим з'єднанням, оскільки паяти його складно.

Електроди занурюються всередину банки так, щоб вони не стикалися один з одним, і кінці їх знаходилися вище за рівень банки. Краще зафіксувати їх, встановивши розпірку або кришку з прорізами.
Для електроліту використовуємо водний розчин нашатирю (50 г на 100 мл води). Водний розчин аміаку (нашатирний спирт) – це не нашатир, який використовується для нашого досвіду. Нашатир (хлористий амоній) – це порошок без запаху білого кольору, що застосовується при паянні як флюс або як добриво.

Другий варіант приготування електроліту – зробити 20% розчин сірчаної кислоти. При цьому потрібно заливати кислоту у воду, і в жодному разі не навпаки. Інакше вода миттєво закипить і її бризки разом із кислотою потраплять на одяг, обличчя та очі.

При роботі з концентрованими кислотами рекомендується одягати захисні окуляри та хімічно стійкі рукавички. Перед тим, як зробити батарейку з використанням сірчаної кислоти, варто детальніше вивчити правила безпеки під час роботи з агресивними речовинами.

Залишилося налити розчин, що вийшов, в банку так, щоб до країв судини залишалося не менше 2 мм вільного простору. Потім за допомогою тестера підібрати потрібну кількість банок.

Зібраний своїми руками елемент живлення схожий за складом на сольову батарейку, оскільки містить хлорид амонію та цинк.

Спосіб третій: мідні монети

Інгредієнтами для виготовлення такої батареї своїми руками є:

• мідні монети;
• алюмінієва фольга;
• щільний картон;
• столовий оцет;
• дроти.

Неважко здогадатися, що електроди будуть мідні та алюмінієві, а як електроліт використовується водний розчин оцтової кислоти.

Монети спочатку потрібно очистити від оксидів. Для цього їх потрібно ненадовго опустити в оцет. Потім виготовляємо кружечки з картону та фольги за розміром монет, використовуючи одну з них як шаблон. Вирізаємо кружки ножицями, картонні кладемо на деякий час в оцет: вони повинні просочитися електролітом.

Потім з інгредієнтів викладаємо стовпчик: спочатку монету, потім – картонний кружок, кружальце з фольги, знову монету і так далі, поки матеріал не вичерпається. Кінцевим елементом знову має стати мідна монета. До крайніх монет можна заздалегідь припаяти дроти. Якщо паяти не хочеться, проводки прикладаються до них, і вся конструкція щільно обертається скотчем.

У процесі роботи цієї батарейки, зібраної своїми руками, монети прийдуть у повну непридатність, так що не варто використовувати нумізматичний матеріал, що становить культурну та матеріальну цінність.

Спосіб четвертий: батарейка у пивній банці

Анодом батареї служить алюмінієвий корпус банки з-під пива. Катодом – графітовий стрижень.

Додатково знадобляться:

• шматок пінопласту товщиною понад 1 см;
• вугільна крихта або пил (можна застосувати те, що залишилося від багаття);
• вода та звичайна кухонна сіль;
• віск або парафін (можна використовувати свічки).

Від банку потрібно відрізати верхню частину. Потім зробити кружальце з пінопласту за розміром дна банки і вставити його всередину, заздалегідь зробивши посередині отвір для стрижня графітового. Сам стрижень вставляється в банку строго по центру, порожнина між ним та стінками заповнюється вугільною крихтою. Потім готується водний розчин солі (на 500 мл води 3 столові ложки) і заливається в банку. Щоб розчин не вилився, краї банки заливаються воском чи парафіном.

Для підключення проводів до графітових стрижнів можна використовувати прищіпки для білизни.

Спосіб п'ятий: картопля, сіль та зубна паста

Така батарейка – одноразове застосування. Вона годиться для того, щоб розпалити вогонь, замкнувши дроти коротко для отримання іскри.

Для створення картопляної запальнички знадобиться:

• велика картоплина;
• два мідні дроти в ізоляції;
• зубочистки або схожі на них тонкі тріски;
• сіль;
• Зубна паста.

Розрізаємо картоплину навпіл так, щоб площина розрізу мала максимально можливу площу. В одній половинці ножем або ложкою вибираємо поглиблення, куди засипаємо сіль і додаємо зубну пасту. Змішуємо їх між собою до одержання однорідної маси. Кількість «електроліту» має бути врівень із краями поглиблення.

В іншій половинці, яка буде верхньою, проколюємо два отвори на деякій відстані між собою таким чином, щоб вони потрапили в поглиблення з електролітом при складанні «батарейки». В отвір вставляємо дроти, попередньо зачищені від ізоляції приблизно на сантиметр. Складаємо половинки разом так, щоб кінці проводів поринули в електроліт. Зубочистками скріплюємо половинки між собою.

Чекаємо близько п'яти хвилин, після цього, замкнувши дроти між собою, можна висікати іскру та розводити вогонь.

Всі описані вище способи є повноцінною заміною батареї, купленої в магазині. Напруга на саморобних елементах може коливатися та її величину неможливо точно підігнати. Довго користуватись ними теж не вийде. Але десь у глушині за відсутності електрики зібрати своїми руками елемент живлення для мобільного телефону або світлодіодної лампочки кожному цілком під силу. Звичайно, за наявності відповідних матеріалів під рукою.

Для роботи над саморобною знадобиться лист алюмінієвої фольги, пластиковий пакет для сміття, графітовий порошок, бинт, смужка паперу.

Хід роботи над батареєю

Покладемо на пакет смугу фольги. Для ущільнення та зміцнення місця контакту з дротом додаємо невелику смужку фольги. Далі покладемо паперову смугу на створений раніше бутерброд з фольги і пакета. Зверху цього покладемо бинт і висипаємо графітовий порошок. Нарешті завершуємо базову роботу, поклавши на графітовий порошок ще одну пластину алюмінію. Знову додаємо невелику смужку фольги для контакту.

Відносно щільно загорнемо всі смуги до ковбаски. Замотаємо отриману саморобну батарею скотчем або гумкою, щоб вся конструкція не розпалася. Залишилося лише занурити батарейку в кислотний чи лужний розчин. Тоді власне набір із металевих частин, графіту та пакету перетвориться на батарейку. Але можна використовувати й соляний розчин. Це найпростіше отримати швидкий і дешевий результат. Але напруга і струм будуть у цій батареї менше, ніж у кислотному чи лужному варіанті. Три такі батареї можуть легко підтримати роботу малогабаритного радіоприймача. Подивіться на відео всі деталі створення батареї своїми руками.

У цій статті майстер-самороб проведе нас по всіх етапах складання батареї, від вибору матеріалу до остаточного складання. Радіокеровані іграшки, батареї ноутбуків, медичні прилади, електровелосипеди і навіть електромобілі використовують акумулятори, в основі яких елемент живлення 18650.

Батарея 18650 (18*65 мм) – це розмір літій-іонної батареї. Для порівняння звичайні батареї формату АА мають розмір 14*50 мм. Саме цю збірку автор робив для заміни свинцево-кислотного акумулятора у виготовленій ним раніше саморобки.

Відео:

Інструменти та матеріали:
- ;
- ;
- ;
- ;
-Вимикач;
-Роз'єм;
- ;
-Гвинти 3M x 10 мм;
-Апарат точкового контактного зварювання;
-3D-принтер;
-Стріппер (інструмент для зняття ізоляції);
-Фен;
-Мультиметр;
-Зарядний пристрій для літій-іонних батарей;
-Захисні окуляри;
-Діелектричні рукавички;

Деякі інструменти можна замінити більш доступними.

Крок перший: вибір акумуляторів
Насамперед потрібно вибрати правильні акумулятори. На ринку представлені різні батареї від $1 до $10. За твердженням автора кращі акумулятори фірм Panasonic, Samsung, Sanyo та LG. За ціною вони дорожчі за інших, але зарекомендували себе гарною якістю та характеристиками.
Не радить автор купувати батареї з назвами Ultrafire, Surefire та Trustfire. Це батареї, які не пройшли контроль якості на заводі і були куплені за непрямою ціною і перепаковані під новою назвою. Як правило, в таких батареях відсутня заявлена ​​ємність і є ризик займання при заряді-розряді.
Для своєї саморобки майстер використовував акумулятори фірми Panasonic ємністю 3400 мАг.

Крок другий: вибір нікелевої смуги
Для з'єднання акумулятора потрібні нікелеві смуги. На ринку представлені два продукти: нікельовані металеві та нікелеві смуги. Автор радить використовувати нікелеві смуги. Вони дорожчі, але мають низький опір і, отже, менше гріються, що впливає на термін служби батарей.

Крок третій: точкове зварювання або паяння
Для з'єднання батарей є два способи паяння та точкове зварювання. Кращий вибір точкове зварювання. При точковому зварюванні батарея не перегрівається. Але апарат для зварювання (такий, як у автора) стоїть прибл. 12 УРАХУВАННЯМ. у зарубіжному інтернет-магазині та прибл. 20 УРАХУВАННЯМ. у російському інтернет-магазині. Сам автор використовує зварювання, але підготував кілька рекомендацій і для паяння.
Під час паяння до мінімуму зведіть контакт паяльника з батареєю. Краще використовувати потужний паяльник (від 80 Вт) та швидко припаяти, ніж розігрівати місце припою.

Крок четвертий: перевірка батарей
Перед з'єднанням батарей необхідно перевірити окремо кожну з них. Напруга на батареях має бути приблизно однаковою. У нових якісних батарей напруга становить 3,5 - 3,7 В. Такі батареї можна з'єднувати, але краще вирівняти напругу за допомогою зарядного пристрою. У батарей різниця напруг буде ще більше.

Крок п'ятий: розрахунок батарей
Для проекту майстру потрібна батарея з напругою 11,1 В та ємністю 17000 мАг.
Місткість батареї 18650 становить 3400 мАг. При паралельному з'єднанні п'яти акумуляторів отримуємо ємність, що дорівнює 17000 мАг. Позначають таку сполуку Р, у даному випадку 5Р

Одна батарея має напруги 3,7 В. Щоб отримати 11,1 В потрібно з'єднати послідовно три батареї. Позначення S, у разі 3S.

Отже для отримання потрібних параметрів потрібно три секції, що складаються з п'яти паралельно з'єднаних акумуляторів, з'єднати послідовно. Пакет 3S5P.

Крок шостий: збирання батареї
Для складання батареї майстер використовує спеціальні пластикові комірки. Пластикові осередки мають ряд переваг перед з'єднанням їх, наприклад, за допомогою клейового пістолета.
1. Легке складання будь-якої кількості.
2. Між акумуляторами залишається простір для вентиляції.
3.Вібро і ударо міцність.

Збирає два осередки 3*5. Встановлює в комірку перший пакет акумуляторів 5S плюсом вгору, наступні п'ять мінусом вгору і останній п'ять акумуляторів знову плюсом вгору (див. фото).

Зверху встановлює другий осередок.

Крок сьомий: зварювання
Відрізає чотири нікелеві смуги, для паралельного з'єднання, із запасом 10 мм. Відрізає десять смужок для послідовного з'єднання.

Укладає довгу смужку на контакти першої (при перевертанні вона так і залишиться першою) паралельного осередку 5Р. Приварює смугу. Приварює смужки одним кінцем до + третьої комірки іншим до - другий. Приварює довгу смугу до + третьої комірки (поверх платівок). Перевертає блок. Приварює пластинки зі зворотного боку з огляду на те, що тепер паралельно з'єднуємо третю, а паралельно-послідовно першу та другу секції (з огляду на те, що її перевернули).

Крок восьмий: BMS (Battery Management System)
Спочатку трохи розберемося, що таке BMS.
BMS (Battery Management System) – це електронна плата, яка ставиться на акумуляторну батарею з метою контролю процесу заряду/розряду, моніторингу стану акумулятора та його елементів, контролю температури, кількості циклів заряду/розряду, захисту складових акумуляторної батареї. Система керування та балансування забезпечує індивідуальний контроль напруги та опору кожного елемента акумулятора, розподіляє струми між складовими акумуляторної батареї під час зарядного процесу, контролює струм розряду, визначає втрату ємності від дисбалансу, гарантує безпечне підключення/відключення навантаження.

На основі даних BMS виконує балансування заряду осередків, захищає акумулятор від короткого замикання, перевантаження по струму, перезаряду, перерозряду (високої і надмірно низької напруги кожного осередку), перегріву і переохолодження. Функціональність BMS дозволяє не лише покращити режим експлуатації акумуляторних батарей, а й максимально збільшити термін їхньої служби.

Важливими параметрами плати є кількість осередків у ряду, в даному випадку 3S, та максимальний розрядний струм, у даному випадку 25 А. Для даного проекту майстер використав плату з наступними параметрами:
Модель : HX-3S-FL25A-A
Діапазон перенапруги: 4,25 ~ 4,35 ± 0,05 В
Діапазон розрядної напруги: 2,3 ~ 3,0 ± 0,05 В
Максимальний робочий струм: 0 ~ 25 А
Робоча температура: -40 ℃ ~ + 50 ℃
Припаює плату до кінців батареї згідно зі схемою.

У травні 2015 року Ілон Маск представив красиві домашні блоки Powerwall, щоб зберігати енергію від сонячних батарей з даху - та постачати безкоштовну електрику весь будинок вдень і вночі. Навіть за відсутності сонячних батарей таке резервне харчування для будинку особливо цінне, якщо у кварталі відключили електрику. Комп'ютер та вся техніка продовжать спокійно працювати.

Друга версія Powerwall зберігає до 13,5 кВтг, чого має вистачити на кілька годин (стандартна потужність 5 кВт, а в піку 7 кВт). Проблема лише в тому, що оригінальна версія від Tesla коштує аж $5500 (плюс $700 за супутнє обладнання, разом $6200 плюс роботи по установці коштують від $800 до $2000) - дуже дорого. DIY-мейкери вирішили цю проблему за допомогою беушних батарейок, які лежать безкоштовно у викинутих ноутбуках.

Своїми руками можна зібрати блок із кращими характеристиками, ніж у Tesla (наприклад, на 30-100 кВтг) – і набагато дешевше.

Ентузіасти DIY-складання діляться досвідом на спеціалізованих форумах DIY Powerwalls , групі на Facebookі на YouTube. Спеціальний розділ на форумах присвячений безпеці - це важливий аспект, коли збираєш таку потужну штуку, яка може ще й спалахнути на вулиці (їх зазвичай встановлюють за межами будинку, щоб не порушувати закон і з безпеки).

Для мейкерів збирання та підключення такого блоку живлення - не тільки цікаве заняття та економія грошей, але ще й можливість розібратися, як працює електрика в будинку.

Практично всі ентузіасти у коментарі Motherboardвідзначили, що їхні власні системи виходять набагато більшою ємністю, ніж у Tesla. Ймовірно, компанія пожертвувала ємністю заради красивого тонкого дизайну блоку живлення та заради більшої ефективності охолодження та безпеки. Один із французьких мейкерів з форуму під ніком Glubux зібрав блок на 28 кВтг. Він каже, що цього вистачає для всього будинку, і довелося навіть купити електричну духовку та індукційну плиту, щоб кудись витрачати надлишки енергії.

Австралійський мейкер Пітер Метьюсзібрав блок на 40 кВтг, який живиться від 40 сонячних панелей на даху, благо в Австралії не бракує сонячних днів.

Найбільший саморобний блок, який вдалося знайти Motherboard, зібрано з 22 500 осередків від ноутбуківта має ємність понад 100 кВтг. Від такого блоку маленький будинок може працювати кілька місяців – наприклад, усю зиму – навіть якщо сонячні панелі повністю вийшли з ладу чи неактивні.

А каліфорнійський блогер Джеху Гарсіямає намір зібрати з батарейок ноутбука систему на 1 мегават, найбільшу подібну систему приватного зберігання енергії в США.

Більшість ентузіастів використовує при складанні літій-іонні акумулятори моделі 18650. Вони зазвичай упаковані у кольорові пластикові корпуси та встановлюються у ноутбуки та іншу електроніку. Нові акумулятори 18650 коштують близько $5 за штуку, так що система вийде трохи дешевше за модель від Tesla. Тому збирачі зазвичай скуповують акумулятори беуш і виймають акумулятори з викинутих зламаних ноутбуків. На жаль, багато людей просто викидають акумулятори разом зі зламаним ноутбуком, хоча вони ще цілком робітники. За словами директора найбільшої в США компанії з переробки батарей Call2Recycle, близько 95% акумуляторів не використовуються повторно, а закінчують свій шлях на сміттєзвалищі, хоча майже всі типи батарей можуть бути використані повторно у тому чи іншому вигляді.

Знайти достатню кількість викинутої техніки не так просто, а останнім часом стало ще важче, тому що багато людей почали збирати з них власні енергетичні системи на кшталт Powerwall, а виробники ноутбуків взагалі не заохочують повторне використання акумуляторів у саморобній техніці не їх фірми.

Після знахідки батарей їх тестують, потім оновлюють через cycling з повним розрядом. Потім батареї поєднує в «упаковки». Такі коробки можна придбати на ринку або зібрати самостійно. Нагору прикріплюють електропровідні мідні «шини» (busbars), а до них припаюють контакти батарей.

Вся структура прикріплюються до інвертора та монтується у стійці, яка встановлюється зазвичай на вулиці. Можна встановити там систему моніторингу для контролю температури з автоматичним вимкненням банків енергії, які дуже розігрілися.

Наразі вже сформувалася ціла спільнота мейкерів з усього світу, які конструюють такі «акумуляторні домашні ферми» із старих батарей ноутбуків, щоб зберігати електрику від сонячних батарей. Співтовариство об'єднує ентузіастів з усього світу, вони діляться досвідом і порадами з безпеки, інженерних систем, сумісності різних типів батарей і т.д. ).

Вічна батарея своїми руками 2.13 вольт.

Сьогодні розповім, як зробити елемент живлення, який зможе прослужити приблизно пів року.

Сьогодні розповім як зробити елемент живлення, який зможе прослужити приблизно пів року або можете скористатися альтернативою, наприклад сонячна батарея на 12 вольт виробництва Chinaland Solar Energy.

Нам знадобиться:

• корпус, це буде скляна банка, пластмасова не підійде;


• якийсь шматок срібла, в даному випадку це ложка, вона служитиме сердечником і так само братиме участь у хімічній реакції;


• мідний дріт, це може бути стара обмотка від якихось старих електроприладів;


• харчова плівка, вона служитиме для ізоляції між шарами обмотки.

Для розчину, в якому все це відбуватиметься:

• оцет яблучний 6%, чайна ложка;


• гліцерин, він продається в будь-якій аптеці, коштує десять рублів, чотири бульбашки;


• звичайна кухонна сіль дрібна, чайна ложка.

Для початку обмотаємо ложку харчовою плівкою, щоб не було прямого контакту з мідним дротом. Я обмотав ложку плівкою, як бачите верхній і нижній кінець ложки оголені, це для того, щоб була взаємодія з розчином, тепер почнемо обмотувати дротом. Залишаємо шматочок довше, це буде один із контактів і намотуємо перший шар. Я намотав один шар, як бачите витки не впритул один до одного, між ними має бути простір для ізоляції. Тепер потрібно знову намотати харчову плівку, я намотав другий шар, плівку потрібно мотати якомога вільніше, щоб не ускладнювати надходження розчину між проводами і тепер потрібно намотати другий шар проводу і так далі, плівку, потім провід і так поки не набридне.

Читайте також

• Ганна Головіна: «Я дуже боялася програти. Не хотілося розчаровувати людей, які дивилися на мене і чекали, чим завершиться мій похід до влади»
• "Жінка не повинна соромитися хвороби". Ярославський психотерапевт - про те, що робити, якщо накрила післяпологова депресія
• Керівник проекту «Йога Літо» у Ярославлі Артем Горовій: «Незважаючи на труднощі, ми зробили величезний крок до нашої мети»
• Трущобні люди по-ярославськи. Нарис-дослідження
• Ярославський обласний суд залишив без змін рішення про призначення штрафу Кирилу Попутникову за фото будівлі ярославського УМВС із образливим написом
• Чому питання об'єднання Волковського та Олександринки залишилося підвішеним? Розбір

Досить на всю зиму: чудова дюжина книжкових новинок про Ярославію. Огляд

«Медіарост» представив низку книжкових новинок, що вийшли протягом 2019 року – дуже плідного періоду для рибинського видавництва. Більшість їх об'єднана тематикою краєзнавства, що робить книжки концептуально важливими, резонансними та обов'язковими для домашньої колекції чи розумних подарунків, розповіла керівник видавничих проектів «Медіароста» Ірина Ковальова.

З'явилася Асоціація кулінарів Ярославської області. Вона стане платформою для об'єднання рестораторів, кухарів, рітейлерів, виробників та гастроентузіастів

У ході гастрономічної події «Знай наших!» "Ярославські продукти", яке відкриється в Ярославлі 20 вересня, пройде презентація Асоціації кулінарів Ярославської області, повідомила президент Асоціації, продюсер "Піра на Волзі", генеральний директор групи компаній "Волга груп" Юлія Скороходова.

«Щоб приймати біологічно активні добавки, людина має бути дуже здоровою!» Головний фармаколог Ярославської області Олександр Хохлов – про те, чи потрібні вам БАДи та вітаміни

До якого лікаря піти, якщо здається, що організму не вистачає вітамінів? Як купувати біологічно активні добавки? Чи вірити тренеру та косметологу, які радять пропити пару курсів? А може взагалі не замислюватися про це і просто жити? "Яркуб" поговорив про це з доктором Олександром Хохловим.

"Ми оцінювали свої шанси досить об'єктивно - знали, що можемо претендувати на медаль". Золота чемпіонка «WorldSkills Kazan 2019» - про навчання в ЯГТУ та реформу освіти

«Яркуб» поговорив зі студенткою ЯГТУ, переможницею 45-го світового чемпіонату «WorldSkills Kazan 2019» Анастасією Камневою про вибір професії, деталі змагання, що відбулися, і недосконалість вузівської програми.