Ако сте у последње време гледали у своју подршку комуналне ладице, можда сте приметили различите облике, величине и врсте батерија које напајају ваше електронске уређаје. Прво, постоје округли, не-пуњива ћелије дугмета за ваше сатове и мале предмете. Ту су такође популарне АА и ААА цилиндричне батерије за калкулаторе, сатове и даљине. Тада имате пуњиве литијум-јонске батерије у својим лаптопима и телефонима. И не заборавите на батерију оловне киселине у свом аутомобилу.
Прве батерије су направљене у 1800-има и били су прилично једноставни. Једна од првих демонстрација била је низ металних дискова натопљених у сланим раствору, који је италијански научник Алессандро Волта створио електричну струју. Прва акумулатора за олову је направљена од неколико комада олова у тегли сумпорне киселине. Савремене верзије нису толико различита. Једноставни су производити и садрже различите адитиве за побољшање перформанси.
У свим случајевима батерије наступи на исти начин: разлика напона између две различитости електроде производи електричну струју, која се може испражити да напајање уређајем. Пуњиве батерије могу тада преокренути ову струју да напуни резервну копију. Унутар батерије електрична струја прати проток јона кроз течност, електролит.
Пролаз сваког електрона у струји праћен је превозом једног јонског електролита. Електроде које могу да похране више јона доводе до батерија које могу задржати више наплаћивања и стога трајати дуже на јединственом набоја. Електроде које су пројектовани за брже ионске складиште воде до батерија које могу брже отпустити, за високо напајање. И на крају, моћи да се много пута напуни и отпусти без понижавања доводи до батерија са дугим животним животним животним животним животним животним веком.
Батерије за оловне киселине
Батерија оловне киселине била је прва пуњива батерија коју је 1859. године измислила Гастон Планте, која је експериментирала са оловним таблицама у киселом решењу и открила да се проток и складиштење електричне струје могу преокренути.
Батерија за оловну киселину мора бити довољно велика да пружи довољно пуњења за покретање аутомобила. Такође се мора употребљавати у хладној клими и трајало много година. Пошто је електролит корозивна киселина, спољни кућиште мора бити тешко заштитити људе и делове аутомобила од било које могуће штете. Знајући све то, има смисла да су модерне батерије за оловне киселине блокаве и тешке.
Алкалне батерије
С друге стране, уређаји за домаћинство попут калкулатора и дигиталних вага могу приуштити да користе мање батерије јер им не захтевају много пуњења. То су првенствено алкалне батерије без пуњиња који су се деценијама користиле. Стандардизоване ћелијске величине су АААА, ААА, АА, Ц и Д, као и ћелије дугмета и кованице и многи други. Величине су повезане са коликим пуњењем које чувају - већа батерија, то више држи - и величине уређаја које су моли.
Понекад можете пронаћи алкалне батерије које се продају у правоугаоним облицима, као што је уобичајено 9- волт батерије, али отворите спољни кућиште и открићете да су једноставно неколико цилиндричних ћелија повезане унутра. Цилиндричне батерије су толико дуго и користиле тако широко да то једноставно нема смисла да компаније произведу било шта другачије - то би било потребно улагања да промени своје производне погоне, нешто што радије не раде.
Литијум-јонске батерије
Никал-кадмијумске батерије биле су прве широко коришћене пуњиве батерије за кућну електронику и били су популарни до краја 20. века. Али имали су им замке. Кадмијум је врло токсичан, а батерије су патиле од "меморије", што је смањило њихов живот.
Многе деценије је литијум проучаван за потенцијалну употребу у пуњивим батеријама због својих јединствених својстава као лаган метал који чува пуно енергије. Сони је први комерцијализовао литијум-јонску батерију 1991. године.
Компанија је направила цилиндричне ћелије јер су то било најлакше производити. Деведесетих година 1990-их, Сони је направио пуно камера и касета и на тај начин је имао пуно опреме за производњу ролне до ролне. Природно је преноћити ову опрему за производњу колица батеријских електрода, које су направљене бакарима на листовима бакра или алуминијума, а затим их преврнути у цилиндар "Јелли Ролл".
Дебело кућиште ових цилиндричних ћелија је механички јак и да дода још један слој сигурности, имају вентил за помоћ под притиском. Врло брзо, ове ране литијум-јонске ћелије преузеле су преносну тржиште електронике, посебно за лаптопове и мобилне телефоне, јер су сачували више енергије и трајали дуже од никлом-кадмијум-пуњивих батерија.
Фактори који обликују батерије
Батерије се праве у одређеним величинама и облицима из разлога трошкова и производње, али у другим случајевима због прерађивачких процеса наслеђе. Потражња тржишта такође игра улогу.
На пример, електрична возила нису скинула док Тесла није започела аутомобиле користећи цилиндричне литијум-јонске ћелије батерије, а не правоугаоне торбице или призматичне ћелије које су користили и други произвођачи ЕВ. Торбица и призматичне ћелије могу се уско спаковати, али зато што су цилиндричне ћелије већ биле масовно произведене за преносну електронику, Тесла је успела да омогући ниже трошкове ЕВС-а у 2010. години.
Који ће облици и величине батерије убудуће убудуће зависе од тога колико енергије чувају, али и на тржишној економији - колико је лако направити сваку врсту ћелије, колико кошта да их направи и за шта се користе за њих. А ти фактори су мешавина иновација и историје.