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Warum stirbt mein Handy Akku so schnell?
Aug 02, 2018

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Warum sterben Batterien? Und warum können sie nur so viele Male aufgeladen werden, bevor sie keine brauchbare Menge an Ladung haben? Mein kleiner Sohn hat mich vor Jahren gefragt, als sein batteriebetriebenes Spielzeugauto aufhörte, sich zu bewegen, und sich fragte, was er eine "ewige Batterie" nannte. Und die gleiche Frage ist wahrscheinlich jedem Handy-Benutzer in den Sinn gekommen, der versucht, einen letzten Text zu senden, bevor der Bildschirm ausgeht.

 

Die Forschung, wie meine , setzt sich auf der ganzen Welt fort , um Batterien herzustellen, die schneller laden, länger halten und viel öfter als heute aufgeladen und entladen werden können. Aber so viel wie du und ich möchten, ist es unmöglich, eine wirklich ewige Batterie zu machen . Ich habe Thermodynamik seit mehr als 30 Jahren gelehrt. Bis jetzt deutet nichts darauf hin, dass wir die grundlegenden Gesetze der Wissenschaft brechen können, um diese schwer fassbare Batterie zu bekommen.

 

Batteriewissenschaftler und Ingenieure nennen das Hauptproblem "Kapazitätsschwund". Regelmäßige Menschen wundern sich darüber mit Fragen wie "Warum wird mein Akku keine Ladung halten?" und Beschwerden wie "Ich habe gerade dieses Ding aufgeladen und es ist schon wieder draußen!"

 

Es ist ein Ergebnis des zweiten Hauptsatzes der Thermodynamik , der besagt, dass immer dann, wenn ein realer Prozess stattfindet, eine gewisse Menge an verschwendeter Energie auf dem Weg entsteht, die niemals wiedergewonnen werden kann. Jedes Mal, wenn eine Batterie geladen oder entladen wird, gibt es ein wenig verschwendet Energie - ein wenig verschwendet Kapazität in der Batterie, die nicht wiederhergestellt werden kann.

 

Um sich vorzustellen, wie das funktioniert, denken Sie über den Gebrauch von Batterien nach, wie das Übertragen von Wasser zwischen zwei Bechern. Eine Batterie zu benutzen ist wie das Wasser von einer Tasse in die andere zu entleeren, und das Aufladen der Batterie beinhaltet, das Wasser zurück in die erste Tasse zu gießen. Selbst wenn Sie es ein- oder zweimal machen, ohne einen Tropfen zu verschütten, bleibt immer noch ein kleines bisschen in jeder Tasse, das Sie nicht ausschütten können.

 

Stellen Sie sich nun vor, dass Sie sich über einen Zeitraum von zwei oder drei Jahren (für eine Mobiltelefonbatterie) oder 10 bis 20 Jahre (für ein Elektroauto) hunderte oder gar tausende Male hin und her bewegen. Im Laufe der Zeit summieren sich all die vielen kleinen und großen Dinge, die schiefgehen, dazu, dass ziemlich viel Wasser verloren geht. Selbst wenn ein kaum sichtbarer Tropfen - etwa ein Zehntel Milliliter - verschüttet wird, ergibt sich ein ganzer Liter, wenn er 10.000 Mal passiert. Das schließt nicht einmal die Möglichkeit ein, dass eine Tasse versagt, die noch mehr Wasser verliert - wie ein Leck austreten oder sich aufheizen und Verdunstung verursachen.

 

So wie Wasser beim Gießen von einer Tasse zur anderen unweigerlich verloren geht, ist mehr Energie erforderlich, um die Batterie aufzuladen, als sie tatsächlich speichert, und es wird weniger Energie freigesetzt, als in ihr gespeichert ist. Der Anteil der verschwendeten Energie an gespeicherter Energie wächst mit der Zeit.

 

In der Tat, je mehr Sie eine Batterie verwenden, desto mehr Energie wird verschwendet, und desto früher erreicht die Batterie einen Punkt, an dem sie tot ist und nicht sinnvoll wiederaufgeladen werden kann. Ich und andere untersuchen Wege, um diese Entladungs-Lade-Zyklen reibungsloser laufen zu lassen , um die Menge an Abfall zu reduzieren, aber der zweite Hauptsatz der Thermodynamik wird immer dafür sorgen, dass es keine Möglichkeit gibt, ihn vollständig zu beseitigen.

 


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