Jump to content

История аккумулятора

Вольтов столб , первая химическая батарея

Батареи были основным источником электроэнергии до появления электрогенераторов и электрических сетей примерно в конце 19 века. Последовательные усовершенствования в технологии аккумуляторов способствовали крупным достижениям в области электротехники, от ранних научных исследований до появления телеграфов и телефонов , что в конечном итоге привело к появлению портативных компьютеров , мобильных телефонов , электромобилей и многих других электрических устройств.

Студенты и инженеры разработали несколько коммерчески важных типов аккумуляторов. «Мокрые элементы» представляли собой открытые контейнеры с жидким электролитом и металлическими электродами . Когда электроды были полностью израсходованы, влажную ячейку обновляли путем замены электродов и электролита. Открытые контейнеры непригодны для мобильного или портативного использования. Мокрые элементы использовались в коммерческих целях в телеграфных и телефонных системах. В ранних электромобилях использовались полугерметичные мокрые элементы.

Одной из важных классификаций аккумуляторов является их жизненный цикл. «Первичные» батареи могут производить ток сразу после сборки, но как только активные элементы израсходуются, их невозможно электрически перезарядить. Разработка свинцово-кислотных аккумуляторов и последующих «вторичных» или «перезаряжаемых» типов позволила восстановить энергию в элементе, продлив срок службы постоянно собранных элементов. Появление батарей на основе никеля и лития во второй половине 20-го века сделало возможной разработку бесчисленных портативных электронных устройств, от мощных фонариков до мобильных телефонов. Очень большие стационарные батареи находят применение в системах хранения энергии , помогая стабилизировать сети распределения электроэнергии.

Изобретение

[ редактировать ]

С середины 18 века, до появления батарей, экспериментаторы использовали лейденские банки для хранения электрического заряда. Будучи ранней формой конденсатора , лейденские банки, в отличие от электрохимических элементов, физически сохраняли свой заряд и высвобождали его весь сразу. Многие экспериментаторы стали соединять несколько лейденских банок вместе, чтобы создать более сильный заряд, и один из них, колониальный американский изобретатель Бенджамин Франклин , возможно, был первым, кто назвал свою группу «электрической батареей» , обыгрывая военный термин, обозначающий функционирование оружия. вместе. [1] [2]

Основываясь на некоторых открытиях Луиджи Гальвани , Алессандро Вольта , друг и коллега-ученый, полагал, что наблюдаемые электрические явления были вызваны двумя разными металлами, соединенными влажным посредником. Он проверил эту гипотезу с помощью экспериментов и опубликовал результаты в 1791 году. В 1800 году Вольта изобрел первую настоящую батарею, сохраняющую и высвобождающую заряд посредством химической реакции, а не физически, которая стала известна как вольтова батарея . Вольтов столбик состоял из пар медных и цинковых дисков, сложенных друг на друга и разделенных слоем ткани или картона, пропитанного рассолом (то есть электролитом ). В отличие от лейденской банки , гальваническая батарея производила постоянное электричество и стабильный ток и со временем теряла небольшой заряд, когда она не использовалась, хотя его ранние модели не могли генерировать напряжение, достаточно сильное для образования искр. [3] Он экспериментировал с различными металлами и обнаружил, что наилучшие результаты дают цинк и серебро.

Вольта полагал, что ток возник в результате простого соприкосновения двух разных материалов друг с другом ( устаревшая научная теория, известная как контактное натяжение ), а не в результате химических реакций. Как следствие, он считал коррозию цинковых пластин несвязанным дефектом, который, возможно, можно было бы исправить, каким-то образом изменив материалы. Однако ни одному учёному так и не удалось предотвратить эту коррозию. Фактически было замечено, что коррозия происходила быстрее при использовании более высокого тока. Это позволило предположить, что коррозия на самом деле была неотъемлемой частью способности батареи производить ток. Частично это привело к отказу от теории контактного напряжения Вольта в пользу электрохимической теории. На иллюстрациях Вольты с его Короной Кубков и гальванической стопкой есть дополнительные металлические диски, которые, как теперь известно, не нужны, как сверху, так и снизу. Фигура, связанная с этим участком гальванической батареи цинк-медь, имеет современный дизайн, что указывает на то, что «контактное напряжение» не является источником электродвижущая сила для вольтовой батареи.

электролита Первоначальные модели свай Вольты имели некоторые технические недостатки, один из них заключался в утечке и возникновении коротких замыканий из-за веса дисков, сжимающих ткань, пропитанную рассолом. Шотландец по имени Уильям Круикшанк решил эту проблему, сложив элементы в коробку, а не складывая их стопкой. Это было известно как желобовая батарея . [4] Сам Вольта изобрел вариант, который представлял собой цепочку чашек, наполненных раствором соли, соединенных между собой металлическими дугами, погруженными в жидкость. Это было известно как Корона Кубков. Эти дуги были изготовлены из двух разных металлов (например, цинка и меди), спаянных вместе. Эта модель также оказалась более эффективной, чем его оригинальные сваи. [5] хотя он не оказался таким популярным.

Цинк-медная гальваническая батарея

Еще одной проблемой аккумуляторов Volta было короткое время автономной работы (в лучшем случае час), вызванное двумя явлениями. Во-первых, возникающий ток вызывал электролиз раствора электролита, в результате чего водорода образовывалась пленка из пузырьков на меди , что постепенно увеличивало внутреннее сопротивление батареи (этому эффекту, называемому поляризацией , в современных элементах противодействуют дополнительные меры). Другим явлением было явление, называемое локальным действием , при котором вокруг примесей в цинке образовывались мельчайшие короткие замыкания, приводящие к разложению цинка. Последнюю проблему решил в 1835 году английский изобретатель Уильям Стерджен , который обнаружил, что амальгамированный цинк, поверхность которого была обработана небольшим количеством ртути , не подвергается местному воздействию. [6]

Несмотря на свои недостатки, батареи Вольта обеспечивают более стабильный ток, чем лейденские банки, и сделали возможным множество новых экспериментов и открытий, таких как первый электролиз воды , проведенный английским хирургом Энтони Карлайлом и английским химиком Уильямом Николсоном .

Первые практические батарейки

[ редактировать ]

Дэниел ячейка

[ редактировать ]
Схематическое изображение Дэниела исходной клетки

Английский профессор химии по имени Джон Фредерик Дэниел нашел способ решить проблему водородных пузырей в Вольтовом столбе, используя второй электролит для поглощения водорода, вырабатываемого первым. В 1836 году он изобрел ячейку Даниэля , состоящую из медного горшка, наполненного раствором медного купороса , в который погружена неглазурованная глиняная емкость, наполненная серной кислотой , и цинковый электрод. Фаянсовый проходить сквозь него , барьер пористый, что позволяет ионам но не позволяет растворам смешиваться.

Элемент Даниэля представлял собой значительное улучшение по сравнению с существующей технологией, использовавшейся на заре разработки аккумуляторов , и стал первым практическим источником электроэнергии. Он обеспечивает более длительный и надежный ток, чем гальванический элемент. Это также более безопасно и менее коррозионно. Его рабочее напряжение составляет примерно 1,1 вольта. Вскоре он стал отраслевым стандартом использования, особенно в новых телеграфных сетях.

Ячейка Даниэля также использовалась в качестве первого рабочего стандарта для определения вольта , который является единицей электродвижущей силы . [7]

Птичья клетка

[ редактировать ]

Версия клетки Даниэля была изобретена в 1837 году врачом Гая больницы Голдингом Бердом , который использовал гипсовый барьер для разделения растворов. Эксперименты Берда с этой ячейкой имели определенное значение для новой дисциплины электрометаллургии .

Пористая ячейка горшка

[ редактировать ]
Пористая ячейка горшка

Вариант ячейки Даниэля с пористым горшком был изобретен Джоном Дэнсером , ливерпульским производителем инструментов, в 1838 году. Он состоит из центрального цинкового анода, погруженного в пористый глиняный горшок, содержащий раствор сульфата цинка . Пористый , содержащийся горшок, в свою очередь, погружается в раствор сульфата меди элемента в медной банке, который действует как катод . Использование пористого барьера позволяет ионам проходить сквозь него, но предотвращает смешивание растворов.

Гравитационная ячейка

[ редактировать ]
Иллюстрация гравитационной камеры 1919 года . Этот конкретный вариант также известен как ячейка «гусиная лапка» из-за отличительной формы электродов.

В 1860-х годах француз по имени Калло изобрел вариант ячейки Даниэля, названный гравитационной ячейкой . В этой более простой версии не используется пористый барьер. Это уменьшает внутреннее сопротивление системы и, таким образом, батарея дает более сильный ток. Он быстро стал предпочтительной батареей для американских и британских телеграфных сетей и широко использовался до 1950-х годов.

Гравитационная ячейка состоит из стеклянной банки, на дне которой находится медный катод, а под ободом подвешен цинковый анод. Кристаллы медного купороса рассыпают вокруг катода, а затем банку наполняют дистиллированной водой. При подаче тока вверху вокруг анода образуется слой раствора сульфата цинка. Этот верхний слой отделен от нижнего слоя сульфата меди из-за его более низкой плотности и полярности ячейки.

Слой сульфата цинка прозрачный, в отличие от темно-синего слоя сульфата меди, что позволяет технику с первого взгляда измерить срок службы батареи. С другой стороны, такая установка означает, что батарею можно использовать только в стационарном приборе, иначе растворы смешаются или разольются. Другим недостатком является то, что необходимо постоянно подавать ток, чтобы предотвратить смешивание двух растворов путем диффузии, поэтому он непригоден для периодического использования.

Ячейка Поггендорфа

[ редактировать ]

Немецкий ученый Иоганн Кристиан Поггендорф преодолел проблемы с разделением электролита и деполяризатора с помощью пористого глиняного горшка в 1842 году. В ячейке Поггендорфа , которую иногда называют ячейкой Грене из-за работ Юджина Грене около 1859 года, электролитом является разбавленная серная кислота и деполяризатор – хромовая кислота. Две кислоты физически смешиваются друг с другом, устраняя пористый горшок. Положительный электрод (катод) представляет собой две углеродные пластины, между которыми расположена цинковая пластина (отрицательная или анод). Из-за склонности смеси кислот вступать в реакцию с цинком предусмотрен механизм, позволяющий очистить цинковый электрод от кислот.

Ячейка выдает 1,9 вольт. Он был популярен среди экспериментаторов на протяжении многих лет из-за своего относительно высокого напряжения; большая способность производить постоянный ток и отсутствие дыма, но относительная хрупкость его тонкого стеклянного корпуса и необходимость поднимать цинковую пластину, когда элемент не используется, в конечном итоге привели к тому, что он вышел из моды. Эта клетка была также известна как «клетка хромовой кислоты», но главным образом как «бихроматная клетка». Последнее название произошло от практики получения хромовой кислоты путем добавления серной кислоты к дихромату калия, хотя сама клетка не содержит дихромата.

Клетка Фуллера была разработана на основе клетки Поггендорфа. Хотя химический состав в основном тот же, две кислоты снова разделяются пористым контейнером, а цинк обрабатывается ртутью с образованием амальгамы .

Клетка Рощи

[ редактировать ]

Валлиец Уильям Роберт Гроув изобрел ячейку Гроува в 1839 году. Она состоит из цинкового анода, погруженного в серную кислоту , и платинового катода, погруженного в азотную кислоту , разделенных пористой глиняной посудой. Ячейка Гроува обеспечивает высокий ток и почти вдвое большее напряжение, чем ячейка Дэниела, что на какое-то время сделало ее любимой ячейкой американских телеграфных сетей. он выделяет ядовитые пары оксида азота Однако при работе . Напряжение также резко падает по мере уменьшения заряда, что стало проблемой по мере усложнения телеграфных сетей. Платина была и остается очень дорогой.

серая клетка

[ редактировать ]

Альфред Дун 1885, нитросоляная кислота ( царская водка ) – железо и углерод:

В первом случае в новом элементе в качестве возбуждающей жидкости можно с успехом использовать такие растворы, которые в концентрированном состоянии обладают большой деполяризующей способностью, которые химически осуществляют всю деполяризацию без необходимости использования механических средств увеличения поверхности углерода. В качестве положительного электрода предпочтительно использовать железо, а в качестве возбуждающей жидкости — нитросоляную кислоту ( царскую водку ), смесь, состоящую из соляной и азотной кислот. Нитросоляная кислота, как объяснялось выше, служит для заполнения обеих ячеек. Для углеродных клеток его используют сильным или очень слегка разбавленным, а для остальных клеток — очень разбавленным (приблизительно на одну двадцатую или самое большее на одну десятую). Элемент, содержащий в одной ячейке углерод и концентрированную нитромуриатовую кислоту, а в другой — железо и разбавленную нитромориевую кислоту, остается постоянным в течение по крайней мере двадцати часов при использовании для освещения электрическими лампами накаливания. [8]

Аккумуляторные батареи и сухие элементы

[ редактировать ]

Свинцово-кислотный

[ редактировать ]
Иллюстрация XIX века оригинального свинцово-кислотного элемента Планте.

До этого момента все существующие батареи будут окончательно разряжены, когда будут израсходованы все химические реагенты. В 1859 году Гастон Планте изобрел свинцово-кислотную батарею — первую в мире батарею, которую можно было заряжать, пропуская через нее обратный ток. Свинцово-кислотный элемент состоит из свинцового анода и катода из диоксида свинца, погруженных в серную кислоту. Оба электрода реагируют с кислотой с образованием сульфата свинца , но реакция на свинцовом аноде высвобождает электроны, в то время как реакция на диоксиде свинца поглощает их, создавая тем самым ток. Эти химические реакции можно обратить вспять, пропуская через батарею обратный ток, тем самым перезаряжая ее.

Первая модель Планте состояла из двух свинцовых листов, разделенных резиновыми полосками и скрученных в спираль. [9] Его батареи впервые были использованы для питания освещения в вагонах поездов во время остановки на станции. [ нужна ссылка ] В 1881 году Камиль Альфонс Фор изобрел улучшенную версию, состоящую из свинцовой решетки, в которую впрессована паста из оксида свинца, образующая пластину. Несколько пластин могут быть установлены друг на друга для повышения производительности. Эту конструкцию легче производить серийно.

По сравнению с другими батареями, батареи Планте довольно тяжелые и громоздкие из-за количества энергии, которое они могут удерживать. Однако он может генерировать очень большие токи при скачках напряжения, поскольку имеет очень низкое внутреннее сопротивление, а это означает, что одну батарею можно использовать для питания нескольких цепей. [6]

Свинцово-кислотные аккумуляторы до сих пор используются в автомобилях и других устройствах, где вес не имеет большого значения. Основной принцип не изменился с 1859 года. В начале 1930-х годов гелевый электролит (вместо жидкости), полученный путем добавления кремнезема использовался в LT-батарее портативных ламповых радиоприемников в заряженный элемент . В 1970-х годах стали распространены «герметичные» версии (широко известные как « гелевый элемент » или « SLA »), позволяющие использовать батарею в разных положениях без сбоев или утечек.

Сегодня клетки классифицируются как «первичные», если они производят ток только до тех пор, пока не исчерпаются химические реагенты , и «вторичные», если химические реакции можно обратить вспять путем перезарядки клетки. Свинцово-кислотный элемент был первым «вторичным» элементом.

Клетка Лекланше

[ редактировать ]
Иллюстрация ячейки Лекланше , 1912 год.

В 1866 году Жорж Лекланше изобрел батарею , состоящую из цинкового анода и катода из диоксида марганца , обернутых пористым материалом и погруженных в банку с раствором хлорида аммония . В катод из диоксида марганца также добавлено немного углерода, что улучшает проводимость и поглощение. [10] Он обеспечивал напряжение 1,4 вольта. [11] Эта ячейка очень быстро добилась успехов в телеграфии, сигнализации и работе с электрическими звонками.

Форма сухих элементов использовалась для питания первых телефонов - обычно из соседнего деревянного ящика, прикрепленного к батареям, прежде чем телефоны могли получать питание от самой телефонной линии. Ячейка Лекланше не может обеспечивать постоянный ток в течение длительного времени. При длительных разговорах батарея разряжалась, и разговор был не слышен. [12] Это связано с тем, что определенные химические реакции в ячейке увеличивают внутреннее сопротивление и, таким образом, снижают напряжение.

Цинк-углеродный элемент, первый сухой элемент

[ редактировать ]

Многие экспериментаторы пытались иммобилизовать электролит электрохимической ячейки, чтобы сделать ее более удобной в использовании. Свая Замбони 1812 года представляет собой сухую батарею высокого напряжения, но способную выдавать лишь незначительный ток. Различные эксперименты проводились с целлюлозой , опилками , стекловолокном , асбестовыми волокнами и желатином . [13]

В 1886 году Карл Гасснер получил немецкий патент. [14] на варианте элемента Лекланше, который стал известен как сухой элемент, поскольку не имеет свободного жидкого электролита. Вместо этого хлорид аммония смешивают с гипсом для получения пасты с добавлением небольшого количества хлорида цинка для продления срока годности. Катод из диоксида марганца погружен в эту пасту, и оба запечатаны в цинковую оболочку, которая также действует как анод. В ноябре 1887 года он получил патент США № 373 064 на то же устройство.

В отличие от предыдущих «мокрых» ячеек, сухая камера Гасснера более прочная, не требует обслуживания, не проливается и может использоваться в любой ориентации. Он обеспечивает потенциал 1,5 вольта. Первой моделью массового производства был сухой элемент Columbia, впервые выпущенный на рынок Национальной углеродной компанией в 1896 году. [15] NCC усовершенствовал модель Гасснера, заменив гипс на спиральный картон — нововведение, которое оставило больше места для катода и облегчило сборку батареи. Это была первая удобная батарея для масс, которая сделала портативные электрические устройства практичными и привела непосредственно к изобретению фонарика .

Угольно -цинковые батареи (как их стали называть) производятся до сих пор.

Параллельно в 1887 году Вильгельм Хеллесен разработал собственную конструкцию сухой камеры. Утверждалось, что дизайн Хеллесена предшествовал дизайну Гасснера. [16]

) разработал сухую батарею В 1887 году японец Сакидзо Яй ( 屋井 先蔵 , которая затем была запатентована в 1892 году. [17] [18] В 1893 году сухая батарея Сакидзо Яя была выставлена ​​на Всемирной Колумбийской выставке и привлекла значительное международное внимание.

NiCd, первая щелочная батарея

[ редактировать ]

В 1899 году шведский учёный Вальдемар Юнгнер изобрел никель-кадмиевую батарею — перезаряжаемую батарею с никелевыми и кадмиевыми электродами в растворе гидроксида калия ; первая батарея, в которой использовался щелочной электролит. Он был коммерциализирован в Швеции в 1910 году и достиг Соединенных Штатов в 1946 году. Первые модели были надежными и имели значительно лучшую плотность энергии, чем свинцово-кислотные батареи, но были намного дороже.

20 век: новые технологии и повсеместность

[ редактировать ]
Размер Год введения
Д 1898
АА 1907
ААА 1911
1956

Никель-железо

[ редактировать ]
Никель-железные батареи, производившиеся в период с 1972 по 1975 год под брендом Exide, первоначально разработанным в 1901 году Томасом Эдисоном.
Набор современных батареек

Вальдемар Юнгнер запатентовал никель-железную батарею в 1899 году, в том же году, что и его патент на никель-кадмиевую батарею, но обнаружил, что она уступает своему кадмиевому аналогу, и, как следствие, так и не удосужился ее разработать. [19] При зарядке он производил гораздо больше газообразного водорода, а это означало, что его нельзя было герметизировать, а процесс зарядки был менее эффективным (однако он был дешевле).

Увидев способ получить прибыль на и без того конкурентном рынке свинцово-кислотных аккумуляторов, Томас Эдисон в 1890-х годах работал над разработкой щелочной батареи, на которую он мог бы получить патент. Эдисон думал, что если он создаст легкий и прочный аккумулятор, электромобили станут стандартом, а его фирма станет основным поставщиком аккумуляторов. После многих экспериментов и, вероятно, позаимствовав конструкцию Юнгнера, в 1901 году он запатентовал никель-железную батарею на щелочной основе. [20] Однако клиенты обнаружили, что его первая модель щелочной никель-железной батареи склонна к утечкам, что приводит к короткому сроку службы батареи, и она также ненамного превосходит свинцово-кислотный элемент. Хотя семь лет спустя Эдисон смог выпустить более надежную и мощную модель, к этому времени недорогая и надежная модель T Ford сделала автомобили с бензиновым двигателем стандартом. Тем не менее, батарея Эдисона добилась большого успеха в других приложениях, таких как электрические и дизель-электрические железнодорожные транспортные средства, обеспечение резервного питания для сигналов железнодорожных переездов или питание ламп, используемых в шахтах. [21] [22]

Обычные щелочные батареи

[ редактировать ]

До конца 1950-х годов углеродно-цинковые батареи оставались популярными первичными батареями, но их относительно низкий срок службы препятствовал продажам. Канадскому инженеру Льюису Урри , работавшему в компании Union Carbide , сначала в компании National Carbon Co. в Онтарио, а к 1955 году в исследовательской лаборатории National Carbon Company в Парме в Кливленде , штат Огайо , была поставлена ​​задача найти способ продлить срок службы угольно-цинковые аккумуляторы. [23] Основываясь на более ранних работах Эдисона, Урри решил, что щелочные батареи более перспективны. [24] До этого щелочные батарейки с более длительным сроком службы были неоправданно дорогими. Батарея Урри состоит из катода из диоксида марганца и порошкообразного цинкового анода со щелочным электролитом. Использование порошкообразного цинка дает аноду большую площадь поверхности. Эти батареи были выпущены на рынок в 1959 году. [ нужна ссылка ]

Никель-водородный и никель-металлогидридный

[ редактировать ]

Никель -водородная батарея вышла на рынок в качестве подсистемы хранения энергии для коммерческих спутников связи . [25] [26]

Первые никель-металлогидридные аккумуляторы потребительского класса (NiMH) для небольших применений появились на рынке в 1989 году как разновидность никель-водородных аккумуляторов 1970-х годов . [27] NiMH-аккумуляторы, как правило, имеют более длительный срок службы, чем NiCd-аккумуляторы (и их срок службы продолжает увеличиваться по мере того, как производители экспериментируют с новыми сплавами), а поскольку кадмий токсичен, NiMH-аккумуляторы менее вредны для окружающей среды.

Щелочные металл-ионные аккумуляторы

[ редактировать ]
Литий-ионный аккумулятор
Кривая цены и емкости литий-ионных аккумуляторов с течением времени; цена на эти батареи снизилась на 97% за три десятилетия.

Литий — это щелочной металл с наименьшей плотностью, наибольшим электрохимическим потенциалом и соотношением энергии к весу . Низкий атомный вес и небольшой размер ионов также ускоряют его диффузию, что, вероятно, делает его идеальным материалом для батарей. [28] Эксперименты с литиевыми батареями начались в 1912 году под руководством американского физико-химика Гилберта Н. Льюиса , но коммерческие литиевые батареи не поступали на рынок до 1970-х годов в виде литий-ионных батарей . [29] [30] Литиевые первичные элементы на три В, такие как тип CR123A и ​​кнопочные элементы на три В, до сих пор широко используются, особенно в камерах и очень маленьких устройствах.

Три важных события, касающихся литиевых батарей, произошли в 1980-х годах. В 1980 году американский химик Джон Б. Гуденаф открыл катод LiCoO 2 ( оксид лития-кобальта ) (положительный свинец), а марокканский ученый-исследователь Рашид Язами открыл графитовый анод (отрицательный свинец) с твердым электролитом. В 1981 году японские химики Токио Ямабе и Сидзукуни Ята открыли новый наноуглеродистый PAS (полиацен). [31] и обнаружили, что он очень эффективен для анода в обычном жидком электролите. [32] [33] Это побудило исследовательскую группу под руководством Акиры Ёсино из Asahi Chemical , Япония, создать в 1985 году первый прототип литий-ионной батареи , перезаряжаемую и более стабильную версию литиевой батареи; Sony вывела на рынок литий-ионный аккумулятор в 1991 году. [34] В 2019 году Джон Гуденаф, Стэнли Уиттингем и Акира Ёсино были удостоены Нобелевской премии по химии за разработку литий-ионных батарей. [35]

В 1997 году литий-полимерный аккумулятор Sony и Asahi Kasei выпустили . В этих батареях электролит содержится в твердом полимерном композите, а не в жидком растворителе, а электроды и сепараторы ламинированы друг с другом. Последнее отличие позволяет заключать батарею в гибкую обертку, а не в жесткий металлический корпус, что означает, что такие батареи могут иметь специальную форму, подходящую для конкретного устройства. Это преимущество способствовало использованию литий-полимерных батарей в конструкции портативных электронных устройств, таких как мобильные телефоны и персональные цифровые помощники , а также радиоуправляемых самолетов , поскольку такие батареи обеспечивают более гибкую и компактную конструкцию. Обычно они имеют более низкую плотность энергии , чем обычные литий-ионные батареи.

Высокие затраты и опасения по поводу добычи полезных ископаемых, связанные с химией лития, возобновили интерес к разработке натрий-ионных аккумуляторов , а в 2023 году начнутся первые выпуски электромобилей. [36]

См. также

[ редактировать ]

Примечания и ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Аллерханд, А. (2018). «Кто изобрел первую конденсаторную батарею («батарею» из лейденских банок)? Это сложно». Труды IEEE . 106 (3): 498–500. дои : 10.1109/JPROC.2018.2795846 .
  2. ^ « Электрическая батарея» из Лейденских банок, 1760-1769 гг .
  3. ^ Финн, Бернард С. (сентябрь 2002 г.). «Происхождение электроэнергии» . Национальный музей американской истории . Проверено 29 августа 2012 г.
  4. ^ Институт и музей истории науки. «Черновая батарея» . Проверено 15 января 2007 г.
  5. ^ Декер, Франко (январь 2005 г.). «Вольта и «куча» » . Электрохимическая энциклопедия . Университет Кейс Вестерн Резерв. Архивировано из оригинала 16 июля 2012 г. Проверено 30 ноября 2012 г.
  6. ^ Перейти обратно: а б Калверт, Джеймс Б. (2000). «Электромагнитный телеграф» . Архивировано из оригинала 4 августа 2007 г. Проверено 12 января 2007 г.
  7. ^ http://seaus.free.fr/spip.php?article964 История электрических агрегатов , получено 23 февраля 2018 г.
  8. ^ Технические характеристики и чертежи патентов в области электричества... , Том 34
  9. ^ «Гастон Планте (1834-1889)» . Коррозионные врачи . Проверено 29 августа 2012 г.
  10. ^ «Цинко-угольные аккумуляторы» . Молекулярные выражения . Проверено 29 августа 2012 г.
  11. ^ Мальчик-электрик, автор JWSimms MIEE (стр. 61)
  12. ^ «Ячейка Лекланше» . Факты о батареях. Архивировано из оригинала 30 июня 2012 года . Проверено 9 января 2007 г.
  13. ^ МЫ Айртон Практическое электричество; Лабораторный и лекционный курс для первокурсников... 1897, переиздание Читать книги, 2008 г. ISBN   1-4086-9150-7 , стр. 458.
  14. ^ Патент DE 37758 , Карл Гасснер-младший, выдан 8 апреля 1886 г.  
  15. ^ «Сухая батарея Колумбии» . Национальные исторические химические достопримечательности . Американское химическое общество . Проверено 21 февраля 2014 г.
  16. ^ Консервированная энергия , Джитте Торндал. Последний доступ: 26 июня 2007 г. Архивировано 28 сентября 2007 г. на Wayback Machine.
  17. ^ «Яйская сухая батарея» . История аккумулятора . Аккумуляторная ассоциация Японии. Архивировано из оригинала 01 сентября 2017 г. Проверено 29 августа 2012 г.
  18. ^ «Изобретатель сухой батареи был японцем Сакидзо Яи, сотрудником Токийского научного университета». Архивировано 14 марта 2012 г .. Проверено 8 марта 2012 г. -29 .
  19. ^ Питер Дж. ДеМар, Nickel-Iron. Эта почти забытая технология занимает очень важное место среди пользователей, которые желают очень долгого срока службы и возможности терпеть злоупотребления в своих аккумуляторных системах, Battery Research and Testing, Inc. Освего, штат Нью-Йорк. , США, стр. 1
  20. ^ Сет Флетчер, Молния в бутылке: супербатареи, электромобили и новая литиевая экономика, Фаррар, Штраус и Жиру, 10 мая 2011 г., страницы 14–16.
  21. ^ «Систематическое проектирование автономного гибридного локомотива | EUrailmag» . eurailmag.com. Архивировано из оригинала 17 августа 2018 г. Проверено 17 апреля 2013 г.
  22. ^ «Проект Магма №10» . azrymuseum.org. 15 мая 2012 г. Проверено 17 апреля 2013 г.
  23. ^ «Science.ca: Лью Урри» .
  24. ^ Бэрд, Габриэль (3 августа 2011 г.). «Томас Эдисон дал Лью Урри идею создания более совершенных щелочных батарей: большие инновации в Кливленде» . Кливленд.com . Проверено 17 ноября 2014 г.
  25. ^ Буш, DM (27 сентября 2011 г.). «Никель-водородная батарея для фотоэлектрических систем». Журнал IEEE по аэрокосмическим и электронным системам . 5 (8). Исследование IEEE: 27–30. дои : 10.1109/62.59267 . S2CID   30996543 .
  26. ^ «Технология никель-водородных аккумуляторов — развитие и состояние» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 18 марта 2009 г. Проверено 29 августа 2012 г.
  27. ^ «В поисках идеального аккумулятора» . Экономист . Экономист.com. 6 марта 2008 г. Проверено 29 августа 2012 г.
  28. ^ Зима, Мартин; Барнетт, Брайан; Сюй, Кан (30 ноября 2018 г.). «До литий-ионных батарей». Химические обзоры . 118 (23): 11433–11456. doi : 10.1021/acs.chemrev.8b00422 . ПМИД   30500179 . S2CID   54615265 .
  29. ^ Скросати, Бруно (4 мая 2011 г.). «История литиевых батарей». Журнал электрохимии твердого тела . 15 (7–8): 1623–1630. дои : 10.1007/s10008-011-1386-8 . S2CID   98385210 .
  30. ^ Винсент, К. (1 октября 2000 г.). «Литиевые батареи: 50-летняя перспектива, 1959–2009». Ионика твердого тела . 134 (1–2): 159–167. дои : 10.1016/S0167-2738(00)00723-2 .
  31. ^ Ямабе, Т.; Танака, К.; Озеки, К.; Ята, С. (1982). «Электронная структура полиаценацена. Одномерный графит». Твердотельные коммуникации . 44 (6). Эльзевир Б.В.: 823–825. Бибкод : 1982SSCom..44..823Y . дои : 10.1016/0038-1098(82)90282-4 . ISSN   0038-1098 .
  32. ^ С. Ята, Патент США № 4601849.
  33. ^ Ята, Шизукуни; Танака, Казуёси; Ямабе, Токио (1997). «Полиаценовые (ПАС) аккумуляторы». Дело МРС . 496 . Издательство Кембриджского университета (CUP). дои : 10.1557/proc-496-15 . ISSN   1946-4274 .
  34. ^ Новак, Петр; Мюллер, Клаус; Сантанам, КСВ; Хаас, Отто (1997). «Электрохимически активные полимеры для аккумуляторных батарей». Химические обзоры . 97 (1). Американское химическое общество (ACS): 272. doi : 10.1021/cr941181o . ISSN   0009-2665 . ПМИД   11848869 .
  35. ^ «Нобелевская премия по химии 2019» . NobelPrize.org . Проверено 28 октября 2019 г.
  36. ^ «Hina Battery становится первым производителем аккумуляторов, который использует натрий-ионные аккумуляторы в электромобилях в Китае» . Batterynews.com . 23 февраля 2023 г. Проверено 23 февраля 2023 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 3b078f6c2734173f61168c127de16c32__1720406880
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/3b/32/3b078f6c2734173f61168c127de16c32.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
History of the battery - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)