Как сделать аккумулятор
Содержание
Всегда можно получить постоянное напряжение для питания небольших электронных устройств, если знать, как сделать аккумулятор своими руками. Аккумуляторы отличаются от батареек обратимостью своих химических реакций. Это значит, что они не только вырабатывают электрический ток и со временем разряжаются, а также обладают способностью восстанавливаться. Для этого нужно выполнить заряд, пропуская через аккумулятор ток от внешнего источника.
Аккумулятор – химический источник постоянного тока
Как сделать аккумулятор своими руками
Химический источник тока (двухполюсник), способный после разряда восстанавливаться, можно выполнить своими руками. Любой химический источник тока, имеющий периодический режим работы (разряд – заряд), состоит из следующих основных элементов:
- электроды: анод и катод;
- электролит;
- разделительные пластины (сепараторы);
- корпус;
- контактные клеммы (выводы).
В качестве анода и катода используются различные пары химических элементов. Анод имеет отрицательный заряд – восстановитель, катод положительный заряд – окислитель.
Оба электрода погружены в электролит. Это водные растворы солей и кислот, проводящие электричество. Когда происходит разряд аккумулятора (двухполюсника) на нагрузку, анод окисляется и вырабатывает электроны, которые через электролит движутся к катоду. На катоде происходит процесс восстановления окислителя.
Для создания одной банки простейшего аккумулятора из меди и цинка понадобятся следующие детали:
- медная проволока длиной 100 мм;
- оцинкованная пластина размерами 25 * 50 мм;
- прокладка – вырезанная из москитной полиэтиленовой сетки полоска;
- электролит – соляной раствор;
- корпус из непрозрачного материала – герметичный стаканчик из-под кофе с крышкой.
Необходимо, чтобы ёмкость для аккумулятора была непрозрачной.
Сборка элемента производится в следующей последовательности:
- медная проволока скручивается спиралью, для увеличения площади рабочей поверхности к верхнему концу припаивается отвод;
- оцинкованная пластина также скручивается по окружности, к верхней части пластины припаивается отвод;
- в крышке баночки делается два отверстия для выводов: в центре – для медной проволоки и ближе к краю – для вывода цинкового электрода;
- медную спираль располагают по центру, вокруг неё размещают цинковую трубку, между ними вставляют изолирующую прокладку;
- заливают электролит: солёную воду (1л воды на 5 ст. л. соли) или уксус 15%;
- неплотно прикрывают крышку, предварительно продев в неё выводы.
К полученной банке подключают источник тока для зарядки самодельного аккумулятора. При этом нельзя плотно закрывать крышку. Или для выхода газов при заряде в ней проделывается множество мелких отверстий (кроме отверстий для выводов). У самодельного элемента плюс – на медном электроде, минус – на цинковом.
В идеале такой элемент вырабатывает 0,7 вольта. Недостаток такой АКБ заключается в высоком внутреннем сопротивлении и быстром саморазряде.
Как сделать мощный аккумулятор своими руками
Для того чтобы самодельный аккумулятор выдавал на выходе более 3,6 В постоянного тока, нужно собирать самодельные банки в последовательно соединённую батарею. Можно единичные элементы помещать в общий корпус.
Медно-цинковая самодельная батарея
Качественные системы зарядки Li-ion 18650
Литий-ионные источники электричества этого типа широко эксплуатируются с различными устройствами. Для их продолжительной работы необходима постоянная подзарядка. При заряде напряжение на элементе достигает значения 4,2 В, после чего снижается до 2-3 В. При глубоких разрядах (ниже 3 В) срок службы Li-ion 18650 значительно сокращается.
Система для зарядки Li-ion 18650
Существуют специальные зарядные устройства для подобных аккумуляторов, но их можно сделать самостоятельно, используя схему.
Схема самодельной зарядки для Li-ion 18650
Регулировка тока осуществляется подбором резистора R4 на первоначальное значение тока зарядки. Он зависит от емкости аккумулятора. Например, если ёмкость батареи 3000 мА/ч, то ток зарядки равен 2-3 А.
Заводские системы контроля заряда самостоятельно делают регулировку этого параметра в рамках всего времени заряда.
Самодельная батарейка из подручных средств
Как можно сделать аккумуляторы, используя электролит и электроды, рассмотрено выше. Теперь о том, как быстро собрать источник тока однократного действия. Батарейка – это гальванический источник электричества, который не имеет способности восстанавливаться.
Способ первый: батарейка из лимона
Мякоть лимона содержит лимонную кислоту, она послужит электролитом. В качестве электрода выступают оцинкованный гвоздик и отрезок медной проволоки. Они втыкаются в лимон на расстоянии 50-100 мм друг от друга. Реакция окисления запускает движение электрического тока.
Батарейка из лимона
Способ второй: банка с электролитом
Литровую стеклянную банку используют в качестве ёмкости. В качестве электродов берутся цинковая и медная пластины. К пластинам прикрепляются провода, сами они опускаются в банку с электролитом. Им служит 20% раствор серной кислоты. Также можно использовать хлористый аммоний (нашатырь). На 100 мл воды берут 50 г. порошка. Уровень электролита не достигает края банки на 15-20 мм.
Ёмкость с электролитом
Способ третий: медные монеты
Принцип использования медного катода и алюминиевого анода рассмотрен в этом способе. Процесс изготовления источника тока следующий:
- по форме медных монет одного размера (медный пятак) вырезают кружочки из алюминиевой фольги и плотного картона (обложка старой книги);
- монеты очищаются путём погружения в уксус, им же пропитываются и кружочки картона;
- картон вставляется между монетой и кружком фольги, которые служат катодом и анодом.
Собранная таким образом батарея будет работать до тех пор, пока не высохнет электролит, пропитавший картонные кружки.
Батарейка из монет и алюминиевой фольги
Способ четвертый: батарейка в пивной банке
Сам корпус пивной банки (алюминиевый) служит анодом (минус), в качестве катода используют графит. При изготовлении выполняются следующие шаги:
- удаляется верхняя часть банки;
- пенопластовый кружок диаметром, равным внутреннему диаметру банки, и толщиной не менее 10 мм укладывается на дно банки;
- в его центр вставляется графитовый стержень подходящего диаметра;
- свободное пространство между ним и стенками банки заполняется угольной крошкой;
- соляным раствором (5 ст. л. соли на 0,5 л воды) заполняется полученный элемент;
- верхняя часть устройства заливается расплавленным парафином или стеарином (от свечи);
- к стержню и корпусу банки с помощью зажимов «крокодил» присоединяются провода.
Батарейка в пивной банке
Способ пятый: батарейка из картошки
Это вариант использования химической реакции окисления между медными и оцинкованными полосками, в качестве электролита используется мякоть картофеля.
Батарейка из картошки
Способ шестой: графитовый стержень
Графитовый сердечник обматывается пористой фибровой салфеткой. Поверх него наматывается по спирали алюминиевая проволока. Вся конструкция опускается в подходящий по размеру стакан, заполненный «Белизной». Водный раствор хлорки служит электролитом.
Графитовый стержень как электрод батарейки
Несмотря на всё разнообразие способов и видов самодельных источников тока, все они работают, благодаря электролитическим процессам и химическим реакциям окисления. Правильно подобранные пары элементов для анода и катода, а также использование подходящего электролитического раствора дают реальные результаты. Можно сделать аккумулятор своими руками для питания гаджетов и малогабаритных устройств.
