История создания и развития аккумуляторных батарей
Аккумуляторная батарея, как мы знаем, предназначена для накопления, удержания и отдачи электрической энергии методом электрохимических реакций. В современном мире мы представить не можем, как бы мы обходились без таких накопителей энергии, и тем более – без электричества.
С чего все началось?
В 1936 году недалеко от Багдада при раскопках был найден небольшой глиняный сосуд размером с ладонь, в горлышко которого был вмонтирован стальной стержень, а вокруг него внутри сосуда находился медный цилиндр. Данная конструкция уж очень напоминала упрощенный вариант обычной пальчиковой батарейки, хотя датировалась возрастом около 2 000 лет. Принято считать, что этот месопотамский артефакт, или Багдадская батарейка, является прародителем всех аккумуляторных батарей. Имя создателя данного изобретения, к сожалению, выяснить не удалось.
История возникновения первых аккумуляторов началась в Европе. Эксперименты по накапливанию электричества начал проводить итальянский ученый Вольта в 1800 году. К тому времени термин «электричество» уже был известен 200 лет, но вот как применить, хранить и вырабатывать его в достаточных количествах, люди еще не знали.
Несколькими годами позже ученые Гальвани и Риттер, путем долгих опытов выяснили, какие металлы взаимодействуют с солями и кислотами для накопления и отдачи электроэнергии.
В 1859 году произошел серьезный шаг вперед. Ученый Гастом Планте выяснил, что для аккумулирования электричества лучше всего подходят свинцовые пластины, погруженные в кислоту. Этот принцип используется и по сей день.
Свинцово-кислотные батареи
История развития свинцового аккумулятора в таком виде, как мы его привыкли видеть, началась вместе с развитием автомобилестроения, в начале 20 века. Изначально корпуса батарей делали из дерева, но они оказались недолговечны. На смену им пришли эбонитовые кислотоустойчивые корпуса.
Первая и Вторая мировые войны дали качественный толчок для развития и усовершенствования АКБ. Понадобились мощные батареи, не боящиеся морозов и вибрации. Предприятия стали усовершенствовать химический состав активной массы на пластинах, для того, чтобы они не осыпались слишком быстро. Для бронетанковых войск понадобились тяжелые аккумуляторы с высоким пусковым током.
В послевоенное время предприятия, производящие АКБ, вернулись в мирное русло. Понадобились небольшие легкие накопители энергии для летательных аппаратов, космической программы и бурно развивающейся электроники. Промышленность пошла по пути облегчения веса и увеличения мощности батарей, стали появляться новые технологии в производстве АКБ.
Новые технологии изготовления аккумуляторов
Разработки в производстве автомобильных аккумуляторов всегда подтягиваются под запросы автопроизводителей. Современные машины укомплектованы таким количеством всевозможных электронных систем и датчиков, что классическая свинцово-кислотная батарея с жидким электролитом уже не справляется.
В начале 2000-х на свет появился аккумулятор, произведенный по технологии AGM. Снаружи он остался таким же, а вот внутри между пластинами запрессовано стекловолокно, пропитанное электролитом. Благодаря этому электрохимические реакции идут гораздо быстрее, мощность батареи повышается на 50% по сравнению с классикой, появляется устойчивость к циклам Заряд-Разряд, срок службы увеличивается до 10 лет.
Для работы в тяговом режиме, в условиях накопления и отдачи солнечной энергии или для использования в источниках бесперебойного питания, началось производство гелевых АКБ. В них жидкий электролит загущен до гелеобразного состояния, не выкипает и не испаряется. Их задача – накапливать энергию и медленно отдавать её потребителю.
Дальнейшее развитие аккумуляторной отрасли видится в нескольких аспектах. Во-первых – это экология. Свинец и серная кислота – не самые экологичные материалы, ведутся поиски новых сочетаний. Во-вторых, необходимо уменьшить размер и вес батареи, все-таки свинец является одним из самых тяжелых металлов. Ну а в-третьих, в связи с активным развитием электротранспорта, хотелось бы при определенных размерах АКБ иметь бОльшую емкость. Казалось бы, что это невыполнимые вещи, но как сказать… 2000 лет назад и Багдадская батарейка являлась верхом человеческой мысли.
