Обновить

Суперконденсаторы вместо Li‑ion: Dell меняет подход к беспроводной периферии

Время на прочтение4 мин
Охват и читатели17K
Всего голосов 35: ↑34 и ↓1+45
Комментарии78

Комментарии 78

Недавно сталкивался с литий-ионными суперконденсаторами. Что-то среднее из обоих миров. Так и не смог разрядить замыканием. Мощная штука.

Интересно, а что за модель ?Ссылку на даташит в студию !:) https://aliexpress.ru/item/1005008594112124.html?shpMethod=CAINIAO_STANDARD&sku_id=12000045876398032&spm=a2g2w.productlist.search_results.0.529732c0KAyfwZ Они ?

Модель была VINATECH VEL13253R8157G

Расскажите подробнее - характеристики, бытовая применимость.

По характеристикам 3.8в, 150 F, ставился в цепь питания микроконтроллера как резервный источник. В ситуации с той же мышкой отлично заменил бы аккумулятор. Быстро заряжается, безопасен при физическом повреждении и КЗ, много циклов держит

150 Фарад? размером с батарейку?

В начале 90х вычитал в «Наука и жизнь» про 1 фарад размером с батарейку. Рассказал физичке, ответила что я попутал. Но попросила почитать и признала прогресс :)

ну там размер с половину ААА, но как правильно заметили выше, оно по токам скорее как плохой Li-Ion аккум, чем конденсатор, в угоду безопасности

Наша физичка заблуждалась еще глубже: «Емкостью 1 Ф обладает земной шар».

Сходи расскажи свои забавные теории о ёмкостях молниям которые пробивают слой воздушного диэлектрика между тучами и земным шаром :)))

Это потомучто огромное внутреннее сопротивление, т.е. наоборот штука слабая

И рабочий температурный диапазон заряда-разряда у них как у конденсаторов (некоторые китайские конденсаторы от -40 до 85 обещают). Поэтому остановился на них когда делал один экспериментальный прибор на работе с питанием от солнечной батареи.

При работе на солнце, когда температура в районе 50 °C, срок службы литий-ионного конденсатора составит около 10000 часов (если, конечно, китайцы на своем графике не врут), т.е. примерно 1 год. Для экспериментов этого достаточно, для серийных изделий — нет.

Если учесть ночь, то можно срок службы в таких экстрим условиях уже умножать в 2 раза, а если учесть еще и зиму, то еще больше.

В итоге гаджеты заряжаются буквально за секунды и потом работают очень долго, без постоянной возни с зарядкой.

Ну так вторая половина статьи буквально пишет что ионисторы хуже аккумов. Саморазряд и ниже энергоемкость, то есть они будут больше чем аккумы и садиться быстрее. При этом да, они могут принимать большие токи, но эти токи нужно откуда-то получить, значит зарядка должна быть мощнее чем у версии с аккумом.

Крч засунули их туда ради красивых маркетинговых слов походу.

В целом то ионисторы штука прикольная, но только как хранилище энергии с высокой токоотдачей. Электробусы кажется на них делали, в ибп можно использовать и всем таком.

В сравнении с акумами токоотдача у них как раз очень слабая изза большого внутреннего сопротивления, надо сравнивпть примерно одинаковые по обьему элементы

У емких (единицы втч) токи в десятки ампер это норма, а пиковые до сотен ампер (а за этот пик кондер и зарядится как раз...). Так что ток на ёмкость у них сильно выше чем у liion.

Вот только разрядные характеристики у конденсатора и аккумулятора разные. Конденсатор просто линейно сбрасывает напряжение до 0, а аккумулятор "держит" .

линейно 

Ну здрасьте, приехали. Экспоненциально.

Разряд на резистор экспоненциально, а разряд постоянным током - линейно. В реальности скорее всего будет ближе к разряду постоянной (условно) мощностью, ибо нагрузка будет иметь свой стабилизатор напряжения.

А разряд на катушку индуктивности?

Когда мы говорим "разряд" без дальнейших уточнений, мы по умолчанию подразумеваем, что к конденсатору присоединена некая активная (омическая) нагрузка - резистор, или гвоздь там, не знаю. Когда речь идёт о специфических случаях, это заранее упоминается отдельно.

В реальности характер разряда будет зависеть от характера нагрузки. Если там линейный стабилизатор типа 1117 и подобных, будет экспоненциальный. Если DC-DC преобразователь – нет.

мы по умолчанию подразумеваем, что к конденсатору присоединена некая активная (омическая) нагрузка

Может вы и подразумеваете, но так делают далеко не все. Ну да и ладно, речь-то на самом деле вовсе и не про то. Хоть на что можно нагрузить, разрядные кривые аккумулятора и конденсатора всё равно будут разными.
Большую часть энергии литий-ионный аккумулятор отдаёт при примерно 3,7 Вольта, слабо снижая напряжение (ЭДС, если придираться). Энергия же в конденсаторе в точности равна C*U^2/2.

А кто принуждает использовать конденсатор до 0 вольт? Определите себе рабочий диапазон (выбором чарджера) ну и живите в нем.

И таки да, исходный вопрос был все же в токоотдаче.

Для мышки идеальный вариант — заряжается 5 минут, работает неделю. Источник энергии всегда рядом (порт USB) а вот когда в ней батарейки садятся или аккумуляторы это становится проблемой, особенно если все магазины закрыты.

заряжается 5 минут, работает неделю

Если оно заряжается от обычного юсб то энергии запасет столько же, сколько обычный аккум, заряжаемый от того же юсб (или меньше, т.к. объемная плотность энергии меньше и нельзя пихнуть ионистор с руку толщиной). При этом у аккума меньше саморазряд и проработает он дольше.

вот когда в ней батарейки садятся или аккумуляторы это становится проблемой

Проблема найти юсб порт и зарядить аккум?

При этом у аккума меньше саморазряд и проработает он дольше.

Но меньше по времени службы.

Насколько это актуально при десятке циклов аккума в год?

А насколько актуален саморазряд для девайса, который в течение дня используется непрерывно, а ночует на зарядной станции?

Предлагаете держать на столе ещё зарядную станцию? Чтобы что?

С таким же успехом можно каждый вечер втыкать провод в клавиатуру, разницы ноль. (Кроме того, что зарядной станции не будет)

В какой конкретно форме будет реализована зарядка - дело десятое (в статье упоминается "база", поэтому я про станцию и упомянул). Важно то, что профиль использования конкретно у клавиатуры с мышью просто не предполагает каких-то длинных периодов бездействия вдали от питания. Поэтому риск саморазряда минимален.

Даже если он и сработает, скажем, по забывчивости - быстрый заряд его вполне компенсирует.

Это все верно. Только профит то в чем? Вы замените зарядку раз в неделю/месяц (при которых аккума хватит на годы) на зарядку раз в день (ионистор тоже износится за годы использования). Быстрота зарядки будет одинаковая, так как для маленьких по энергоемкости аккумуляторов/ионисторов не нужны десятки ватт (а маленький ионистор имеет большой еср и просто не сможет принять большой ток). Поставьте аккумулятор идентичной ионистору емкости и он будет заряжаться так же быстро.

Так никто не говорит, что это решение существенно лучше существующих, говорят просто про "меняет подход". Ну да, подход другой: заряд не раз в полгода на десятки минут, а каждый день на секунды.

Но и качественного ухудшения тут нет. Пусть будет как альтернатива, кто-то, глядишь, и распробует.

И тут мы приходим к проводной клавиатуре и мышке, у которых нет проблем с саморазрядом и сроком службы элементов питания)

Или можно вспомнить мышки работавшие от коврика. Вот туда бы зашел ионистор, на случай если мышь слетела с коврика.

У меня есть китайская беспроводная мышка, которая при подключении кабелем к компьютеру работает как проводная мышка (ну и попутно заряжается).

Не знаю, как с мышами у людей, а у меня с наушниками вечная проблема: ты их надел и выяснил, что они разряжены. И чтобы получить час работы, их надо заряжать минут десять, а во время зарядки они не работают.

И вот если вместо десяти минут они на этот час будут заряжаться за десять секунд, то это будет очень круто, даже ценой снижения времени работы от полной зарядки с двадцати часов до пяти.

Q=CU=It. 150Ф*3.5В~500Кл. Зарядка на 50А будет довольно смешной штуктой.

Еще раз. Если вы не планируете гонять токи в десятки ампер, а собираетесь использовать простейшие токи и напряжения из ближайшего usb а - вы не сможете загнать в ионистор больше мощности в секунду чем в аккумулятор. Просто потому что не будет упора в возможности аккумулятора.

А у современных наушников есть и быстрая зарядка, 5 часов за 5 минут и вот это всё.

Рассматриваю ситуацию когда нет зарядки для аккумуляторов. Полагаю, что у большинства нет устройства для заряда Nimh аккумуляоров. Их, кстати, нужно заряжать пару часов, что тоже не удобно. А если сел ионистор, подзарядил его пока делаешь небольшой перерыв и работаешь дальше.

Мы вроде тут бытовые устройства обсуждали, при чем тут зарядка аккумуляторов напрямую? (Еще и металгидридных)

У большинства нет устройств для зарядки любых аккумуляторов, равно как и для зарядки ионисторов.

Просто я никогда не видел беспроводные мыши с литий ионным аккумулятором, только со съемными "пальчиковыми".

Несколько лет такие продаются. Даже поддерживают одновременную зарядку и работу (не скажу через шнур в этом случае может связь быть или же беспровод так и остаётся).

Доступны на всех маркетплейсах уже от 1000 рублей. Китайцы сунули их везде где можно.

А исторически они существуют не первые 5 лет даже.

Обычный для 2000 года юсб на 5 вольт и пол ампера или вполне обычный сейчас юсб (в куче ноутбуков в каждом магазине) на 48 вольт и 5 ампер? А то ведь юсб он очень разный нынче.

или вполне обычный сейчас юсб (в куче ноутбуков в каждом магазине) на 48 вольт и 5 ампер

Прошу пример ноута где будет 48 вольт и 240 ватт на выход. Или хотя бы десяток моделей где будет 48 вольт на вход)

В реальности массово вы получите на выход 5 вольт и 2-3 ампера (если производитель не забил на спецификации, а такое сплошь и рядом). Или 12 вольт 1.5 ампера по тайп си.

У меня беспроводная мышь Logitech M510. Работает от батареек, заряда хватает на год при ежедневном использовании, за два-три недели до истощения батареек индикатор начинает мигать. Так что внезапно севшие батарейки это вообще не проблема. Ну и дома всегда есть запас батареек, со сроком годности 10 лет это как консервы на дальней полке.

Logitech M570. В этом году наконец-то поменял батарейку, поставленную туда в 2022 году, при работе в среднем по 12 часов в день :-)

Вот да. Повышение энергоэффективности клавомышей гораздо перспективнее.

Крч засунули их туда ради красивых маркетинговых слов походу.

Ну я бы так не сказал, годный вариант, в тех местах, где энергопотребление не большое и рядом есть "розетка", то почему бы и нет!
Кстати, я тут как то занимался светофорами, так вот в каждом светофорном контроллере стоит или литиевая или металлгидридная батарейка, что бы там часы не сбивались при отключениях, так вот в старых контроллерах которым уже больше 10-15 лет эти батарейки сели и их нужно менять мотодом выпаивания, хотя с другой стороны если бы там стоял ионистор, то такой проблемы бы не было и да я в качестве эксперимента менял эти батарейки на ионисторы и таки да они держали ход часов на протяжении нескольких недель, хотя свет на светофоре могут отключить ну буквально на несколько часов, так что батарейка для таких применений это хреновый вариант, а ионистор самое оно... 😊

Ионисторы в целом вещь крутая, не спорю. Но в контексте сабжа - вообще ничем не лучше обычного аккума.

А насчет 10-15 лет - ионистор тоже имеет срок службы и кто сказал что через такой срок они будут держать все свои параметры?

Вы проверяли? Чего бы ему не служить дольше, это же по сути конденсатор, ну да это такая разновидность литий ионного аккумулятора, но с другими характеристиками в ущерб емкости и в приоритет токам заряда-разряда и кол-ву циклов. И да, что бы два раза не вставать, мне могут возразить что электролиты тоже высыхают, ну да высыхают, только как правило сохнут те что стоят в сглаживающих фильтрах импульсных источников питания, где высокочастотные пульсации и температура, а скажем те конденсаторы которые уже лет по 20-30 стоят в обычных линейных БП с обычными 50ти-герцовыми трансформаторами, еще живее всех живых, сам видел! 😊

Вы проверяли?

А вы?)

те конденсаторы которые уже лет по 20-30 стоят в обычных линейных БП с обычными 50ти-герцовыми трансформаторами, еще живее всех живых, сам видел! 😊

Только изначально вы говорили про светофоры. А это и жара и холод и перепады температур. А в таком случае срок жизни любого конденсатора может резко сократиться.

А вы?)

Да, проверял! ионисторы которые я ставил лет 15 тому назад, пока работают, по крайней мере, сбоя времени не происходит, если питание отключить на пару дней!

Только изначально вы говорили про светофоры. А это и жара и холод и перепады температур. А в таком случае срок жизни любого конденсатора может резко сократиться.

Но тем не менее у нас еще работают контроллеры которые были изготовлены еще в 90-х, а там тоже стоят электролиты, вопрос в другом , если туда ставить какое нить ноунеймовское говно, то оно может и пяти лет не прослужит, а если ставить качественные детали, то их хватит на десятилетия, если подбор деталей будут делать грамотные инженера, а не экспериментаторы ардуинщики... 😂

У меня на суперконденсаторах утюг работает. Не шучу. А жрет он как паровоз. Так что для мышки - сам бог велел... Клавиатуру можно и проводом подключить - не принципиально.

Если не трудно можно подробней. Модель и прочее.

Модель Tefal Freemove Power Cordless. Поищите, у них там много других Cordless.
Работает 30 секунд, потом 5-10 секунд заряжается.

Оговорка: про суперконденсаторы не точно. Это просто первое, что я подумал, когда жена его купила. Как на самом деле работает - я не знаю. И сорян, разбирать не хочу.

Микроволновой нагрев подошвы на подставке, не? ;)

Первые утюги тоже были Cordless. И вообще не потребляли электроэнергию...

Нет, утюг включается в подставку как в розетку: три мощных латунных контакта. Он в эти 10 секунд и заряжается, и нагревается. Плюс есть индикатор заряда-разряда.

Нет там ни коденсаторов ни акб - обычный тепловой аккумулятор. Быстрый нагрев за счет мощного тока.

Покажите фото утюга и его внутренности . Очень любопытно посмотреть

Устройство не сильно будет отличатся) Подошва накапливает тепло на 30 -40 секунд. Старый добрый принцип печных утюгов

Я же правильно правильно понимаю, что циклов заряд/разряд у суперконденсатора неограниченное количество? Плюс он не будет деградировать при хранении в разряженном состоянии ?

Правильно. Деградация, конечно, есть (она даже у обычных электролитических конденсаторов есть), но на практике мы обычно пренебрегаем этим процессом.

Идея прикольная, но спорная.

Наверное - я бы такое хотел не в мышке с клавиатурой (их то для стационарного ПК лучше вообще проводные, и заряжать нужно никогда в жизни), а в геймпаде (модели с док станцией, там все равно после каждого цикла ставишь геймпад на док, и зарядка за 10 секунд на день - самое то для геймера, даже в пылу геймплея).

Но то, что кто-то хоть какие-то шаги в этом направлении делает радует.

С другой стороны - обычные батарейки AA в клавиатуре - место не занимают, а работать такая клавиатура от них может и несколько лет. И вот вопрос, несколько хранение комплекта запасных батареек и замена раз в пару лет менее удобна, чем пусть и пятиминутная, но ежемесячная зарядка.

На работе пользовался мышью неведомого бренда, она для продления срока службы аккумулятора/батарейки засыпала через минут 5 неактивности. Чтобы ее разбудить, надо было кликать по кнопкам. Постоянно боялся не так кликнуть и попасть не туда. Очень странное решение.

Китайцы уже какое-то время продают платки, позволяющие переделать питание с батареек на Li-Ion. Как для 1,5В, так и 3В. Платка содержит контролер заряда и преобразователь на соответствующее напряжение. Если есть желание заморочиться и немного попортить внешний вид устройства (если неаккуратно делать отверстие под USB-порт) или лишиться гарантии на устройство (если она ещё действует), то можно встроить такую платку и аккумулятор до 1Ач (у них максимальный зарядный ток до 500мА, емнип).

Заряжать можно будет прямо во время использования, а не как с элементами, которые заменяют батарейки.

3В: https://mysku.club/blog/aliexpress/104774.html 1,5 или 3В: https://mysku.club/blog/aliexpress/104340.html 3,3В (и несколько других напряжений, если устройство ими можно питать): https://mysku.club/blog/aliexpress/105758.html

Если нет желания заморачиваться, китайцы уже продают аккумуляторы в формфакторе батареек (AAA, AA, Крона), с разъемами USB для зарядки.

У них есть проблема в том, что их нужно вынимать и заряжать отдельно.

Плюс они стоят в разы дороже пакета той же ёмкости (а ёмкость там довольно низкая, т.к. в корпусе ещё нужно разместить ту же самую платку вместе с разъёмом) с одной из платок, ссылки на обзоры которых я кинул.

И обзоры таких аккумов в корпусах батареек я читал, так что в курсе.

У ионисторов очень большой ток саморазряда, поэтому я сомневаюсь насчет IoT-сенсоров, смарт-часов и прочего. Ионисторы подходят для сценариев, где использование постоянно чередуется с простоем, а длительность отдельного цикла использования относительно мала.

Для устройств, которые потребляют мало – мышь, клава, часы (обычные, не смарт), пульты – ничего не придумали лучше обычных батареек. Хватает на месяцы и годы, замена очень простая и быстрая, сами батарейки очень дешевые. Но, в угоду экологичности, мы отказываемся от них. Видишь ли, батарейки отравляют природу, дохнут несчастные рыбки. Поэтому производитель производит и потребитель платит за аккумуляторы/ионисторы и схемы их заряда/разряда, это всё требует сборки, флюса, припоя, а в конце своего жизненного цикла генерирует дополнительные тонны e-waste, которых, в случае использования одноразовых батареек, не было бы в принципе.

IKEA вон вообще батарейки в своих магазинах перестала продавать, только аккумуляторы. По их замыслу, если у меня вдруг сел аккумулятор в клавиатуре, я должен позвонить руководителю, взять отгул за свой счёт и оставить никелевый аккум на 12-часовой цикл зарядки, а сам пойти в парк наслаждаться пением птичек, которые ещё не отравились алкалиновыми батарейками.

Простите за брюзжание.

В устройствах, где токи потребления достаточно большие, замена источника тока с батарейки на аккумулятор экономически выгодно. Например в фонарике/приёмнике/плеере/etc. за несколько циклов цена использования Li-Ion аккумулятора сравнится со стоимостью купленых для этих же целей щелочных батареек. А потом станет заметно меньше, пока не исчерпается ресурс аккумулятора.

А для устройств, где токи потребления сравнимы с токами саморазряда аккумуляторов, выгоднее использовать батарейки, да.

Я вот тоже хочу по брюзжать 😊

Мне вот интересно, а почему во многие системы которые постоянно "включены в розетку" до сих пор ставят батарейки для того что бы случайно не стереть энергозависимую память с настройками или не сбить часы при кратковременных перерывах в питании, там ионистору самое место, заряжается за секунды, а те токи которые идут на поддержание этих процессов он способен отдавать днями если не неделями, но производители все равно упорно ставят туда или литий или того хуже металлгидрид, да, да, видел и такое...😊

те токи которые идут на поддержание этих процессов он способен отдавать днями если не неделями

Так у него саморазряд большой (а в многих даташитах что я смотрел пару дет назад вообще не был указан). И если токи потребления небольшие - смысла становится мало.

И если токи потребления небольшие - смысла становится мало.

Смысла чего мало? для таких применений типа поддержка памяти или питание часов в при пропадании основного питания, это, т.е. ионистор, наилучший вариант, уж поверьте, батарейка всегда садится в самый не подходящий момент, тем более когда она рассчитана на 10 лет...😀

И еще! Большой саморазряд, это если вы собрались в ионисторе хранить запасенную энергию по полгода или более, без ее даже микроскопического отдавания потребителю, но здесь не об этом, здесь несколько дней или месяц, зарядка за секунды и работа неделя, месяц, так что саморазряд это притянуто за уши погрешность...😀

Это не ответ на ваше брюзжание, но на аппаратных RAID-контроллерах, как минимум некоторых, перешли с использования батареек\аккамуляторов (не знаю что там было) для поддержки питания на момент "сбросить данные из кеша в постоянную память при пропадании питания" на ионисторы. Так что какие-то подвижки есть в этом насправлении.

У одного известного немецкого хостинг провайдера из-за этого даже пропала "услуга" замены батарейки раз в полгода (или год, не помню, давно было), за, на мой взгляд, невразумительные деньги.

но на аппаратных RAID-контроллерах, как минимум некоторых, перешли с использования батареек\аккамуляторов (не знаю что там было) для поддержки питания на момент "сбросить данные из кеша в постоянную память при пропадании питания" на ионисторы. Так что какие-то подвижки есть в этом насправлении.

Что и требовалось доказать, наконец то здравый смысл берет вверх над маркетингом😊

У одного известного немецкого хостинг провайдера из-за этого даже пропала “услуга” замены батарейки раз в полгода (или год, не помню, давно было), за, на мой взгляд, невразумительные деньги.

Ну да, ну да, я как то несколько лет назад спорил с одним товарищем который мне протирал, что стоимость в 100 евро обычной батарейки CR123 с приваренными выводами для какого то там контроллера газотурбинного генератора, полностью оправдана, мои доводы, что чистый развод на бабки, на него не действовал, слава всевышнему, что наконец то это стало доходить до конечного потребителя и он наверное исходя из этого уже грамотно формирует свои тех задания, как это должно выглядеть в конечном итоге...😂

Странное дело: ионисторы известны более 10 лет, но клавиатура/мышь с ними появилась только сейчас — почему?
А вообще, было бы интересно взглянуть на схемотехнику. Хороший повод для статьи, между прочим.

Genius DX-Eco - беспроводная мышка на ионисторах в 2012г.

Схемотехника особо отличаться не будет. Чарджер с поддержкой ионисторов и всё.

А не используют их в клавомышах потому что саморазряд высокий, плотность энергии маленькая и вообще они не для этих задач.

Мое первое знакомство с ионистором произошло в далеком 1996 году, когда я себе приобрел кассетный Sony Walkman FX421, в общем в этом плеере были часы с будильником и память для пресетов радиостанций, так вот при замене батареек, память не стиралась, а часы продолжали идти еще минут 15, более того и будильник мог при этом даже пищать 😊, меня тогда обуяло любопытство и я таки разобрал этот плеер и там обнаружил суперконденсатор на 1,5 фарады, причем он был очень маленьким и помещался на плате которая находилась в крышке самого плеера, хотя вот сейчас ностальгирую и пересматриваю на ютубе видосы, где различные мастера реставрируют эту ретротехнику, и там таки для этих целей, стоят самые что ни на есть литиевые батарейки типа CR2032 или поменьше...😊

Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий

Информация

Сайт
slc.tl
Дата регистрации
Дата основания
Численность
1 001–5 000 человек
Местоположение
Россия
Представитель
Александр Шилов