Allt om bärbara batterier: Uppdaterad

Någonsin undrat varför din bärbara enhetens batteri inte längre längre? Vi förklarar tekniken bakom batteriströmmen och ger tips om hur man maximerar det.

  • Introduktion
  • Batterieteknik förklaras
  • Batterier mot bränsleceller
  • Kraft och prestanda
  • Tio tips för kraften hungrig
  • Hur ett batteri fungerar

Det enkla faktumet av anteckningsbokslivet är att systemen helt enkelt inte går så länge på sina batterier som vi skulle vilja - även långlivade bärbara datorer, till exempel Sony VAIO VGN-TX27GP, varar bara 5, 5 timmar på ett enda batteri.

För att hjälpa dig att fatta smarta beslut om de bärbara datorerna du köper och hur du använder dem, demonterar vi dagens batteriteknik och undersöker bränslecellstekniken som kan driva din nästa anteckningsbok. Vi erbjuder också 10 tips för att få ut mesta möjliga av ditt systems nuvarande batteri, tillsammans med en ordlista med nyckelord.

Vi kan inte göra ett batteri för evigt, men vi kan hjälpa till att se till att du får ut det mesta av varje elektron.

  • Introduktion
  • Batterieteknik förklaras
  • Batterier mot bränsleceller
  • Kraft och prestanda
  • Tio tips för kraften hungrig
  • Hur ett batteri fungerar

Batterieteknik förklaras

Med fyra batteriteknologier på scenen och en som väntar i vingarna, är det säkert ett batteri som passar dina behov.

Även om alla batterier inte är skapade lika, har de alla möjligheten att förvandla kemisk energi till elektrisk ström till ström elektroniska enheter - från små digitala musikspelare till stora bärbara datorer. Som med batteriet i en bil frigörs en kemisk reaktion inuti en anteckningsbords batteri elektroner för att strömma från den positiva terminalen till den negativa terminalen, vilket ger tillräckligt med ström för att köra enheten.

Det var då

Gamla timern för mobilbatterieteknik är nickelkadmiumcellen (NiCd), en gång till grund för bärbar datortillverkning. Tyvärr kan NiCd-celler bara bära tillräckligt med ström för att köra ett system i ungefär en timme, och de innehåller giftigt kadmium, vilket gör dem svåra att förfoga över.

Och trots deras förmåga att laddas upp ungefär 1000 gånger, lider nickelkadmiumcellbatterier också av något som kallas "minneseffekter"; över tiden förlorar de möjligheten att hålla en komplett laddning. Lyckligtvis har ljusare och kraftfullare batteridesign överträffat NiCd, och idag används NiCds mestadels i leksaker och billiga trådlösa telefoner. För ungefär tio år sedan bytte de flesta bärbara datorer till nickelmetallhydridbatterier (NiMH). Inte bara kan dessa batterier hålla cirka 40 procent mer ström, de är inte lika mottagliga för minnesproblem som NiCds, och de är mer miljövänliga. På nackdelen kan du ladda dem bara cirka 200 gånger mot 400 laddningscykler för nyare design.

Kemi Höga watt-timmar / antal laddningar problem Huvudanvändning
Nickelkadmium (NiCd) 80/1000 Tung för den kraft det har, minneseffekter, innehåller giftiga element Leksaker, trådlösa telefoner
Nickelmetallhydrid (NiMH) 120/200 Måttlig vikt för kraft, begränsad livslängd Uppladdningsbara batterier, äldre bärbara datorer, mobiltelefoner
Litiumjon

(Li-ion)

160/400 Svårt att tillverka, dyrt Bärbara datorer, handdatorer
Litiumjonpolymer

(Li-poly)

130/400 Svårt att tillverka, dyrt Mobiltelefoner och backupbatterier
Bränslecell N / A Experimentell, dyr Rymdfärja, kraftverk, fordonsforskning

Det här är nu

Idag reglerar litiumjoncellen (även känd som Li-ion), som rymmer ungefär dubbla kapaciteten hos ett nickel-cadmiumbatteri, batteribeslaget för notebook-datorn. Används på de flesta bärbara datorer, handdatorer och mobiltelefoner, kan litiumjonstekniken hålla mycket ström, men dess exotiska material gör det dyrt. En del av krediterna för dess framgång går till ett litet kontrollkort som är inbäddat i varje batteri som justerar hur snabbt batteriet urladdar och förhindrar överladdning.

Kommer snart

Leta efter litiumpolymer (Li-poly) -teknologi för att nå fram till mobiltelefoner, handdatorer och bärbara datorer inom en snar framtid. Extremt lätt och formbar, dessa batterier kan ge nästan lika mycket ström som litiumjonceller, men kan också formas så att de passar in i en enhetens dolda vinklar och vrår. För en titt på en annan batteriteknik, kolla in nästa avsnitt på bränsleceller.

  • Introduktion
  • Batterieteknik förklaras
  • Batterier mot bränsleceller
  • Kraft och prestanda
  • Tio tips för kraften hungrig
  • Hur ett batteri fungerar

Batterier mot bränsleceller

Det traditionella batterins dagar kan numreras. Tack vare de senaste framstegen inom bränslecellsteknik kan din nästa anteckningsbok (eller kanske den efter det) springa i dagar på en enda laddning. Dessa nästa generationens batterier, som innehåller kemikalier som metanol som lagras i små tankar, är verkligen inte din genomsnittliga strömkälla. Mer som små kemiska anläggningar används för närvarande olika typer av bränsleceller i rymdfärjor, experimentella miljövänliga bilar och små kraftverk. NEC utvecklar en bränslecell för en anteckningsbok som kan ge en överdriven 40 timmars batterilivslängd.

Så hur fungerar en bränslecell? "Bränslecellen bygger på den bakre principen om vattenelektrolys ... [Bränsleceller] arbetar genom att väte och syre reagerar på att generera el", säger Yoshimi Kubo, seniorforskningschef som övervakar NEC: s projekt för att skapa en bränslecelldriven bärbar dator (prototyp bilden ovan).

Metanol eller metylalkohol är NEC: s bränsle av val, och Kubo har skapat en bärbar prototyp som kan köras i fem timmar på ungefär en pint av 10 procent bränsle. När tanken är torr, glöm en strömkabel, eftersom bränslecellen vill ha mer metanol. Häll bara i en liten flaska bränsle, och det är klart att gå. Snarare än att ha en bagfull batterier på en lång flygning, behöver du bara en flaska metanol - men var försiktig: metanol är ett gift.

Förpackning är för närvarande det största hindret för bränsleceller. "För närvarande kan bränslecellen inte passa in i ett standardbatteri", sa Kubo. "Det kommer att behöva ytterligare utveckling för att passa in i en anteckningsbok, och miniatyrisering är en utmaning vi står inför". Enligt Kubo attackerar NEC detta problem från tre håll: upping av koncentrationen av metanol; med hjälp av en processor med låg effekt och ökar tankens storlek.

Bränslecelldrivna handhållna

Däremot tänker Hitachi mindre. Tillsammans med Tokai, en japansk tillverkare av cigarettändare arbetar Hitachi med en bränslecelldriven handhållen. Om storleken på ett AA-batteri innehåller bränslecellen 57g 20 procent metanolbränsle och det driver en handdator i 6 till 8 timmar. Innan den planerade lanseringen (som ursprungligen slated för 2005 men sedan dess har drivits tillbaka), kommer företagen försöka öka runtime genom att använda 30 procent metanolbränsle, vilket gör en 12-timmars handhållen en tydlig möjlighet.

Allt detta bidrar till stora affärer under det närmaste decenniet, enligt Daniel Benjamin, marknadsanalytiker på Allied Business Intelligence, baserat i Oyster Bay, New York. "Bränsleceller kommer att ge en ren energikälla, men kostnader och tekniska problem kommer att utgöra betydande hinder". Trots detta säger han att 2011 kan finnas 200 miljoner bränsleceller av alla storlekar och kapaciteter som säljs, vilket driver allt från MP3-spelare till bärbara datorer.

Då kan vi kanske kyssa våra batterier farväl tillsammans med den eviga sökningen efter ett eluttag för att ladda dem - även om det finns ett annat problem att hitta bränsle.

  • Introduktion
  • Batterieteknik förklaras
  • Batterier mot bränsleceller
  • Kraft och prestanda
  • Tio tips för kraften hungrig
  • Hur ett batteri fungerar

Kraft och prestanda

Den anteckningsbok du köper kan hjälpa dig att bestämma hur mycket upptid du kan förvänta dig på en flygning. Hurså? Även om CPU förbrukar ungefär hälften av notebookens totala effekt, har de senaste framstegen inom processorteknik minskat belastningen på ett systems batteri. Nu, tack vare Intels Core Duo och Centrino-teknik kan till exempel bärbara datorer köra fortare och längre på samma batterier som de brukade använda. Här är den låga ned på vilken processorer låta bärbara datorer längst längst.

Intel Core Duo (del av Centrino Duo-paketet)

Utan tvekan är Core Duo batterilivsmästaren. Med två processorkärnor, två megabyte nivå 2-cache och förmågan att effektivisera operationer, balanserar den råkraft med lång batteritid. Kasta i en Intel-skapad Wi-Fi-radio och en Intel-chipset, och Core Duo är en del av Centrino Duo-triaden.

Intels Centrino Duo-mobilplattform (tidigare kodad Napa) består av Core Duo (Yonah) -processorn, PRO / Wireless 3945ABG trådlös nätverksmodul och 945 Express-chipsetet.

Körar på upp till 2, 16 GHz, Core Duo bärbara datorer kör ringar runt tävlingen, och många erbjuder över fyra timmars batterilivslängd.

Intel Core Solo

Intels Core Solo-processor liknar Core Duo, men använder sig av singel i motsats till dubbla processorkärnor. Detta resulterar i minskad råprestanda, men det innebär också att chipet förbrukar mindre ström - 5, 5-27W jämfört med Core Duos 15-31W. Core Solo körs med hastigheter upp till 1, 83 GHz

AMD Turion 64 X2

Turion 64 X2 är Core Duos huvudkonkurrent. Precis som Intels version, erbjuder den två processorkärnor för ökad prestanda medan multi-tasking. Det har också AMDs PowerNow! Power Management-tekniken, som AMD säger kan förlänga systemets batteri livslängd med upp till 65%. Inbyggt antivirusskydd ingår, och processorn kommer i hastigheter upp till 2 GHz. Strömförbrukningen är något högre än vad som ses på Core Duo-processorer, och varierar mellan 31 och 35 watt.

AMD Turion 64

Turion 64 är en nedskuren version av Turion 64 X2. Den erbjuder alla samma funktioner som X2, men som Intels Core Solo ingår bara en enda processorkärna. Strömförbrukningen varierar mellan 25 och 35 watt, med hastigheter upp till 2, 4 GHz.

  • Introduktion
  • Batterieteknik förklaras
  • Batterier mot bränsleceller
  • Kraft och prestanda
  • Tio tips för kraften hungrig
  • Hur ett batteri fungerar

Tio tips för den kraft-hungriga

Med lite energibesparing och några smarta drag kan du förbättra datorns batteriliv kraftigt. Här är våra topp 10 tips för att få ut mesta möjliga av dina batterier.

1. Tänk små

Om extra lång batteritid är viktig för dig, glöm inte den enorma 17-tums bärbara datorn med höghastighetsprocessorn - det går nog inte längre än två timmar. När du köper din nästa anteckningsbok, tänk liten och överväga ett ultra-bärbart eller ett tunt och lätt system. En Intel Core Duo-processor använder ungefär hälften så mycket ström som en Pentium 4, en 12.1in. skärmen använder 50 procent mindre juice än en 17-tums modell, och att få en 4.200 rpm-hårddisk istället för en 5, 400 rpm-modell kan innebära en extra 15 till 20 minuters batterilivslängd.

2. Kontrollera din ström

Justera notebookens ströminställningar för att hitta en komfortzon där du använder så lite ström som möjligt utan störningar i dina datoruppgifter. Banan till kontrollpanelen varierar beroende på operativsystem och installation, men för Windows XP Home and Pro-användare följer du dessa steg: Gå till Start / Kontrollpanelen / Prestanda och underhåll / Strömalternativ. Ställ in LCD-skärmen för att gå av efter 5 minuters inaktivitet, låt hårddisken vara aktiv i 20 minuter och lagra systemets innehåll i RAM när det stängs av. Om din anteckningsbok går somnar för tidigt, justera inställningarna.

3. Dimma alla ljus

LCD-skärmens bakgrundsbelysning använder upp till 10 watt ström, ett enormt batteriavlopp. Sänk skärmens ljusstyrka till det där det är bekvämt att se utan att skissa. Förutom de inställningar för strömalternativ som anges ovan har de flesta bärbara datorerna funktionella funktionsknappar för att styra skärmens ljusstyrka. Leta efter funktionstangenten med ljusstyrksikonen och en nedåtpil bredvid den (detta är F6-tangenten på många system). Några nya bärbara datorer, till exempel Apples MacBook Pro, anpassar också skärmens ljusstyrka för att passa förhållandena.

4. Var batterismart /> Vet hur mycket ström som finns kvar genom att kontrollera batteriets ikon i systemfältet. Eller köp en anteckningsbok med ett batteri som har en laddningsnivå LED-mätare på själva batteriet så att du bara kan vända över systemet för att se hur mycket batteritid kvarstår. Om du verkligen vill se massor av detaljer om vad batteriet gör och hur mycket liv som är kvar, ta batteriövervakning till nästa nivå med PassMarks BatteryMon-verktyg.

5. Dubbel eller trippel ditt nöje

Vissa bärbara datorer gör att du kan dubbla upp med ett andra batteri som passar in i en modulär båge, nästan dubbeltid runt tiden. Några system kan till och med ta så många som tre batterier, om du inkluderar dockningsstationen, även kallad en media skiva. IBM ThinkPad X41 kan till exempel vara utrustad med ett batteri med stor kapacitet istället för sitt vanliga batteri, och det har en kontakt för ett extra bottenmonterat externt batteri.

6. Ladda när du kan

Innan du lämnar hemmet eller kontoret med din anteckningsbok, ladda alla batterierna helt. Om du reser, leta efter ett vägguttag för att ge dina batterier en uppladdningsavgift när du kan, för varje liten bit hjälper. Vissa tredjepartsenheter hjälper dig att ladda på vägen, till exempel iGo's Juice 70. Den här mångsidiga enheten gör allt: det är en vanlig nätadapter, liksom en bilomvandlare, och den kommer att fungera på många flygplan. Med rätt kontakt kan den även ladda din telefon eller handdator.

7. Kontrollera CMOS-batteriet

Om du måste återställa din anteckningsblocks klocka eller systemets BIOS kan du ha ett dåligt backupbatteri. Kallas även CMOS-batteriet; Det här sekundära batteriet, som väcker klockan när systemet inte används, kan suga ut huvudbatteriet om det är dött. Den goda nyheten är att det här batteriet är billigt. Den dåliga nyheten är att du sannolikt måste gräva runt inuti systemet för att hitta den. Vissa leverantörer sätter backupbatteriet under minneskortplatserna, medan andra stryker CMOS-batteriet under eller bredvid huvudbatteriet. Kontrollera din manual eller leverantörens tekniska supportwebbplats för mer information.

8. Stäng av onödiga program

När du kör din bärbara dator på batteriet, stäng av enheter och program som du inte behöver. När du inte är ansluten till ett trådlöst hotspot, stäng av Wi-Fi-hårdvaran. Om du har tillgång till trådlösa nätverk med ett PC-kort, ta bort det när det inte är anslutet. Att lyssna på musik via CD-ROM-enheten och titta på DVD-skivor är också stora batterirester.

9. Börja med fullständiga batterirester

För att säkerställa lång livslängd för batteriet, gör följande: Låt batteriet helt tömma innan du laddar upp det när du använder din bärbara dator på batteriet. Ladda inte om batteriet bara är halvt uttömt. Gör det för minst de första två sessionerna. Undvik också temperatur extremiteter. Lämna inte en anteckningsbok i en varm bil eller använd den utomhus i extremt kallt väder. heta batterier urladdas väldigt snabbt, och kalla kan inte skapa så mycket ström.

10. Terminalvård

Se till att batterikontakterna som ansluter dina celler till anteckningsboken är raka och rena och smutsfria, eftersom det sista du behöver är en dålig anslutning. De flesta kontakter är platta, kopparfärgade metallremsor, men de kan vara dolda mellan bitar av skyddande plast. Var sjätte månad eller så, ge kontakterna en rengöring med en bomullspinne och gnidningsalkohol för att avlägsna smuts och smuts från elektronen. En dålig anslutning kan hindra dig från att få ut det mesta av ett batteri.

  • Introduktion
  • Batterieteknik förklaras
  • Batterier mot bränsleceller
  • Kraft och prestanda
  • Tio tips för kraften hungrig
  • Hur ett batteri fungerar

Hur ett batteri fungerar

Batteri cell

Celler är individuella cylindriska fack i ett batteri som ger ström. Så många som 12 celler används i ett bärbart batteri.

Kapacitet

Detta hänvisar till den mängd energi som ett batteri innehåller. Det typiska bärbara batteriet har mellan 2000 och 6000 milliamp timmar (mAh) av kapacitet. Se milliamp timmar.

Laddningscykel

Detta beskriver batteriets fullständiga laddnings- och urladdningscykel. Töm batteriet helt och hållet och ladda det är en laddningscykel.

Degradering

Processen genom vilken kemikalierna i ett batteri förlorar sin förmåga att hålla en full laddning. Se minneseffekt.

Ansvarsfrihet

Det här beskriver hur du använder den ström som är lagrad i ett batteri genom att kemiskt tömma laddningen.

Elektrolyt

Denna kemikalie bär elektroner medan batteriet används.

Energi densitet

Denna term beskriver hur mycket energi ett batteri innehåller, baserat på sin watt-timmars kapacitet dividerat med sin vikt; många externa batterier har mellan 100 och 200 wattimmar energi.

Bränslecell

Detta hänvisar till någon av olika anordningar som omvandlar kemisk energi direkt till elektrisk energi. De skiljer sig från batterier eftersom de använder flytande bränsle för att producera elektrisk energi, medan batterier använder reversibla kemiska reaktioner.

Litium jon batteri

Dessa batterier använder litium för den negativa elektroden och erbjuder hög energitäthet och förmågan att genomgå upprepade laddningscykler.

Litium-ion-polymer batteri

Liksom ett litiumjonbatteri, använder ett litiumjonpolymerbatteri en ledande plast och är mer formbar än traditionella litiumjonbatterier. Litiumjonpolymeren kan gjutas i olika former, vilket kan vara kritiskt viktigt för tillverkarna av små apparater, t.ex. mobiltelefoner.

Minneseffekt (aka minnesförstöring)

För att inte förväxlas med datorminnet är detta förlusten av möjligheten att ladda ett batteri helt, vilket sker under en lång period av batteribruk.

Milliamp timme

Detta är den viktigaste batterikapaciteten, som motsvarar en tusenedel av en amp-timme, allmänt hänvisad till av dess akronym: mAh. Det typiska bärbara batteriet har mellan 2000 och 6000 milliamp timmar kapacitet.

Negativ elektrod

Detta är den ledande delen av batteriet som elektroner flyter på.

Nickelkadmiumbatteri

Även känd som NiCd, det här är den ursprungliga batteritekniken som används i bärbara datorer. Vid användning av kadmium som den negativa elektroden har dessa batterier en relativt låg energitäthet och lider av minneseffekter.

Nickel-metallhydrid batteri

Genom att ta bort cadmium och använda nickelhydrid istället tillverkas dessa batterier för att hålla mer energi, men de kan inte laddas mer än några hundra gånger. De kallas generellt som NiMH.

Porös separator

Detta permeabla material eller membran separerar batteriets två elektroder och tillåter ström att strömma från den positiva till den negativa elektroden.

Positiv elektrod

Detta är den ledande delen av batteriet; elektroner flyter bort från det.

Laddningsbart batteri

Detta är ett batteri som kan användas flera gånger genom att lägga till ström till det när cellerna är tömda. Dessa batterier kan typiskt gå igenom några hundra laddningscykler innan de börjar förlora möjligheten att hålla en laddning.

Wh

En watt-timme är en mätning av mängden energi som hålls i ett batteri som kan driva en-watt-enhet i en timme. Många externa batterier har mellan 100 och 200 wattimmar energi.

 

Lämna Din Kommentar