Недавно нам с коллегами довелось поговорить с разработчиком первой в России установки для автоматизированной сварки литий-ионных аккумуляторов. Почему именно сейчас и именно с ним? Во-первых, изобретение свежее, совсем недавнее, и с точки зрения техники и технологий — потенциально востребованное. Во-вторых, в последние годы как обывателя интересует увеличение автономности окружающих бытовых приборов, будь то робот-пылесос, зубная щётка, бритва или пресловутые мобильный телефон с ноутбуком. Куда ж ещё идти за новыми технологиями, как не в именитые петербургские вузы?! То и дело на слуху разработки Политеха, ИТМО, СПбГУ и… ЛЭТИ. В последний университет мы и отправились.
К изобретению, как часто и бывает у настоящих учёных, подтолкнул личный интерес. Абсолютно случайно. Однажды, рассказывает Владимир, пришёл в негодность аккумулятор его личного электросамоката. Вместо долгих и нужных поисков по сайтам и беготни по оффлайн-магазинам вспомнил ироничную поговорку: «Хочешь сделать хорошо — сделай сам!» И сделал.
Моя установка для точной контактной сварки. Она позволяет собрать батареи для электросамокатов, элетроинструмента и других устройств, которые способны питаться не от сети. Механика здесь очень дорогая, да и программирование сложное. Но эта разработка дешевле, чем иностранные аналоги. Она меньше, на неё использовалось меньше материала. Она легче по строению, там меньше частей, но по функционалу ничуть не уступает
говорит о своём изобретении Владимир. Самое время приступить к изучению технической реализации изобретения. И это небезынтересно.
Процесс сваривания батареек между собой в один большой аккумулятор занимает всего несколько минут. И это на демонстрационном образце. Построен он, кстати, на базе обычного 3D-принтера. Если подобные установки появятся на том или ином промышленном предприятии — автоматика ускорится в разы или даже на порядок. Таким способом можно не только собрать литий-ионный аккумулятор для ноутбука, но и источник питания даже для достойного хода популярного, экологичного и модного сегодня (особенно в двух российских столицах) электробуса. В принципе, размер аккумулятора, который можно таким образом точечно сварить из небольших компонентов, ничем не ограничен. Но многих учёных сейчас больше волнует другой вопрос: как увеличить ёмкость портативных гаджетов и продлить их автономность без увеличения размеров.
Я реалист и пессимист в этом вопросе. Чтобы увеличивать автономность, надо увеличивать габариты того или иного устройства. Сегодня реальность такова: если мы в ближайшие годы не откроем какой-то суперновый элемент таблицы Менделеева, скорее всего, пределы плотности на единицу объёма не изменятся. Они уже примерно достигли максимума. Наглядно: чтобы увеличить ёмкость аккумулятора телефона, нужно примерно в два раза увеличивать его размер. Он будет вдвое толще. А этого никто не хочет, что и понятно. Проще всё-таки использовать портативные аккумуляторы, пауэрбанки
рассуждает научный руководитель и тёзка Владимира Евстратова, заместитель заведующего кафедрой электротехнологической и преобразовательной техники ЛЭТИ Владимир Ишин. Да и случаи, когда аккумуляторы смартфонов одной из самых популярных фирм электроники взрывались в руках пользователей, ещё не забыты. В этом вопросе всё-таки важнее безопасность. Кстати, о ней. По словам разработчика сварочной установки, его изобретение безопасно. Известно, что паять аккумуляторы — не самая хорошая идея. А вот точечная контактная сварка — самый подходящий способ. Главное, чтобы сами элементы питания были качественными. Кстати, варить можно даже дома. Ещё одно изобретение магистранта ЛЭТИ Евстратова — портативный сварочный аппарат.
Эта модель — уже чуть ли не двадцатая по счёту. Все предыдущие нуждались в доработках. Данный экземпляр, похоже, близок к идеалу. Детали распечатали на 3D-принтере. Программное обеспечение, что важно, тоже «Мейд ин Раша».
"Разрабатывал образцы примерно месяц-два где-то. Я только в начале пути, получается… Можно, конечно, купить готовый аккумулятор, но есть риск обмана, не будет достаточной ёмкости, даже если потребитель заплатит много. В наших реалиях это не редкость" (Владимир Евстратов)
Вообще в лаборатории ЛЭТИ, где мы записывали интервью, различные эксперименты идут ежедневно. Всё необходимое для исследований есть. Поэтому и студенты, и магистранты, и аспиранты могут попробовать воплотить в жизнь даже самые странные, на первый взгляд, идеи.
Разработку Владимира, конечно, нельзя причислить к открытиям. Но тут важнее то, что он сделал это сам. Тут следующие ощущения: вот, скажем, купил человек микроволновку — она работает, что-то делает и ладно. Но вот когда сделал, попытался сделать подобную микроволновку сам — совсем другие ощущения, другой опыт
делится впечатлениями от работы со своими подопечными Владимир Ишин. По словам преподавателя, у каждого исследователя в этих лабораториях буквально горят глаза. Интерес и эмоции подделать невозможно.
Тем временем, сварочный аппарат Владимира Евстратова уже признали. Пока в родном вузе. Проект стал одним из лучших на внутреннем конкурсе.
Будущее — уже сегодня — это точно про наши дни. Технические ноу-хау пытаются перестать нас удивлять. Но пока всё равно не получается. После близкого знакомства со сварочной установкой для аккумуляторов даже в детство впасть как-то захотелось: разобрать какую-нибудь технику дома, посмотреть, как это всё работает, и попробовать самому всё починить. А ещё научный руководитель Владимира Евстратова рассказал о современном опыте плавления веществ при помощи электричества: когда образец буквально парит в воздухе, не касаясь земли. Напросился посмотреть при случае. Конечно, напишу, если получится своими глазами это увидеть.
Комментарии (38)
AntonSor
01.02.2022 21:41+6Извините, но от этого макета до настоящей сварочной установки ещё идти и идти. Где узел подачи и обрезки ленты, например?
Earthsea
02.02.2022 11:58+2А еще нет сертификатов, неизвестно какая наработка на отказ, степень защиты всего лишь IP00, и т.д., а если копнуть то найдется еще очень много того, чего нет.
Говорят есть какие-то полугаражные конторы, которые запихивают Arduino в DIN-корпус, думают что они сделали аналог Simatic в 50 раз дешевле, и удивляются что их не покупают нефтеперерабатывающие заводы. А потому что.
eabrega
01.02.2022 21:44+9Статьи подобные этой в 1995 году я читал в журнале "Наука и жизнь". Что-то вроде: "Опытное предприятие Н..дского института воды/газа/леса наладило успешное производство прибора Абвгд. "Холодной зимой такого-то года, наш цех, впервые на заводе..." - вспоминает инженер установки... 18 миллионов тон леса сырца может быть сэкономлено при своевременном внедрении на шпиговальном участке сборочной линии".
Что хотел сказать уважаемый автор я не понял. Подружили 3Д принтер и аппарат точечной сварки - хорошо! И?
DmitriiR
02.02.2022 05:05+1Был, а может еще есть, замечательный журнал Юный Техник. Там порой были оч. инетресные разработки/или сделай сам (например лазер с ламповой накачкой и жидкой активной средой). И многое из подручных средств. Только журнал был рассчитан на школьников.
А тут целый университет.
Bedal
02.02.2022 09:41лазер с ламповой накачкой и жидкой активной средой
Охх, сколько я в то время продолбался в попытках его запустить… и уже относительно недавно прочёл признание авторов статьи, что там есть ошибка :-)
sergeyns
02.02.2022 10:04И не просто ошибка, а намеренная... Дабы точно ни у кого лазер не заработал...
Bedal
02.02.2022 10:59Может, и так — хотя мощность и частота всяко были безопасными. Вот у Верна в «Таинственном острове» есть преднамеренная ошибка в технологии изготовления нитроглицериновой взрывчатки. Но там, про ЮТовскую статью, не писали, что нарочно.
saege5b
03.02.2022 08:30А сейчас в инете лежат пачками статьи, про те очумелые ручки из ЮТ с разбором косяков и ошибок в их статьях.
DuD
01.02.2022 22:40+7Без доли сарказма хочу спросить, в чем изобретение?
3d принтеры нынче совсем не редкость, цена на них тоже падает все ниже.
Сварочный аппарат вроде тоже не изобрели. Присоединить сварочник вместо экструдера, согласен, требует заморочиться с креплением/проводкой. Но в остальном, чуть ли не ванильный Marlin и пачка g-code.Нет нет, конечно, безумно круто что люди в столь молодом возрасте уже делают такие вещи.
Но в чем ноухау? В чем профит? Времени тут тоже кажется не выиграть, ибо пока все это настроишь и заправишь, руками быстрее сделать. А если на поток то медленно.
В общем тема как-то не раскрыта, но парни безусловно молодцы.
BlackStar1991
01.02.2022 22:57+2Видно что автор очень неопытен в публикациях для Хабра. Не хочу хейтить статью, и убивать порыв творить, но тут очень много проблем... Если ты описываешь достижение ЛЭТИ, то это достижение не тянет для проекта института, и его не надо было приплетать. Если же это образец умельца, который создал сварку батарей, то для статьи тут слишком мало данных... где статистика, где циферки, тут не та аудитория которая поверит парочке фотографий. Как вы решили вопрос разгермитезации и герметизации батареии например, ведь когда происходит старение батареии, то анод материал меняют (поправте меня если я не прав), если бы всё было так просто, то у Теслы б небыло проблем с отработаными батареями... Тоесть как минимум надо кислород убирать. Если это статья, только ради зачета по какому-то придмету, то сойдет, но лучше больше такое не публикуйте. Есть куда интреснее достижения и опыты
alex_dow
02.02.2022 11:59Мысли по воздушному акку - анод угольный, алюм. катод - из радиатора для процессора - их много, стоят копейки, площадь поверхности велика
Earthsea
02.02.2022 12:02Если ты описываешь достижение ЛЭТИ, то это достижение не тянет для проекта института, и его не надо было приплетать. Если же это образец умельца, который создал сварку батарей, то для статьи тут слишком мало данных
По всей видимости изначально это проект умельца, который работает в ЛЭТИ и решил заодно свой образец превратить в проект ЛЭТИ, подать заявку на патент, скорее всего написать несколько статей, студентов и аспирантов загрузить и т.д., не пропадать же добру.
Iv38
02.02.2022 16:04Там же написано, что это проект магистранта. Часть учебного процесса. Или учебно-исследовательского. В принципе статья и достойна газеты этого института. Для хабра хотелось бы грязных технических подробностей, конечно.
vilgeforce
01.02.2022 23:16Пускай скорее открывает контору по сварке аккумов "по образу и подобию"! В в свое время их в Питере чуть ли не 2 штуки было :-/
serginfo2009
02.02.2022 08:24+4Я прошу меня простить, но статья из разряда "миллениалы опять изобрели сварку". Про дорогую механику и сложный код только упоминание, но ничего не раскрыто.
alex_dow
02.02.2022 13:26+1Зачем чпу прикручивать? типоразмер акумов известен и неизменен, соответсвенно известна геометрия сборки. Делаем над каждым аккумом по паре сварочных контактов (лучше их подпружинить), а ток переключаем реле, либо свариваем все одновременно, если позволяет электроника. Для серийного производства можно использовать специальные оправки - шаблоны для никелевой ленты
mano2020
03.02.2022 15:09Рискуя получить ещё минусов в карму, но у меня вопросы
1. что собрался патентовать инженер? точечную сварку?
2. ручка регулировки на ручном аппарате сделана специально так, чтобы её было неудобно крутить?
3. только два типа аккумуляторных батарей будут свариваться? любая другая конфигурация потребует изменения софта?
vorrutyer
03.02.2022 15:10А в чем прикол? Суть ИЗОБРЕТЕНИЯ?
Устройства для контактной сварки - имя им легион. От простейших с ручной подачей банок до роботов с манипуляторами и обратной связью. На разный вкус и кошелёк. Ютуб полон самоделками, самое простейшее я недавно на канале AlexGyver видел.
don_ki_hot
03.02.2022 15:10vs AlexGyver или статья про то как школьник переизобрел велосипед? Не понимаю о чем здесь написано и причем там ЛЭТИ? Это обычный кружек детского товрчества. Надо поощрять, но замах на оригинальность - это перебор. Новизна здесь тольлко в том, что ложкой пользуются одновремненно с вилкой скрутив их синей изолентой.
1) На Arduino подобные аппарты давно уже делают. Студент еще не родился уже делали наверное.
2) Это не изобретение, а все же полезная модель и если она кому то помешает, то ее в "лёт" оспорят и закроют. В патентном ведомстве США, например, его бы "послали" на первом же рассмотрении его заявки. Если у него много денег - попереписывались бы с ним еще немного.
katzen
Я! Я хочу! Я хочу вдвое увеличить телефон и добавить аккумулятор во всю заднюю стенку! И я не одинок!
Naikras
А заодно нахрен выкинуть фронталку (чтоб без челок всяких с рамками) и уменьшить дисплей!
serginfo2009
И дисплей монохромным сделать.
ferosod
В настройках Андроида дисплей можно сделать монохромным (точнее, заставить показывать только оттенки серого)
katzen
Не, мне фронталка для скайпа полезная.
Naikras
Как вариант, можно докупить вебку
katzen
И носить её с собой? :-)
Iv38
А я иногда использую как зеркальце. Хотя настоящее зеркальце лучше, но это ж его надо носить с собой тогда.
kAIST
Да есть же такие смартфоны, вполне себе серийные.
tark-tech
Эта иллюзия, которая просуществует ровно до того момента как вы всерьез попытаетесь такой смартфон найти.
Потому что когда начнете искать - внезапно окажется что у тех где батарея большая - либо производитель какой-нибуть простигосподи dexp и оно всё кривое без возможности перешивки, либо экран хреновый, либо камера, либо нет sd карты либо еще чего.
Сегментация рынка освоена производителями в совершенстве.
katzen
Обычно в таком телефоне чего-то сильно не хватает. Я иногда подумываю впилить своему кирпичу на спину дополнительный аккумулятор; надо, наверное, просто собраться с силами и психануть да сделать.
longtolik
Посмотрите на Motorola Z, Z2, и т.д.
Для них есть Motomods, т.е. дополнительные аккумуляторы, зарядки, фотоаппараты, проекторы, телевизоры, пристыковываемые к задней панели.
longtolik
написал ответ katzen о Motomods, а он попадает не в ответ, а в ветку
xaosxaos2
Купил себе телефон с 4000мА, уже февраль, а заряжал его в прошлом году и еще заряда 50%. Не смартфон, телефон! Доволен как слон. :)
rustavelli
Уже 2 года так хожу. Телефон не выскакивает из рук. Может стоять вертикально и горизонтально.