Походження та еволюція акумулятора

Слово «battery» походить від старофранцузького baterie, що означає «удар» або «биття» та стосувалося групи гармат у бою. У 1700-х роках науковці, шукаючи пристрій для зберігання енергії, запозичили цей термін, аби описати кілька електрохімічних елементів, з’єднаних разом.

Акумулятор складається з двох електродів, які розділені сепаратором та просочені електролітом для забезпечення руху іонів. Постійно випробовуються нові активні матеріали, кожен з яких має свої переваги, але жоден не дає остаточного рішення.

Чому розвиток такий повільний?

Покращення відбуваються повільно. Якщо закон Мура* подвоював кількість транзисторів в інтегральній схемі кожні два роки, то зростання ємності літій-іонних (Li-ion) батарей з моменту їх появи у 1991 році становило лише близько 8% на рік.

*У 1965 році Гордон Мур передбачив, що кількість транзисторів в інтегральній схемі подвоюватиметься кожні два роки. Це справдилося і продовжує бути актуальним у XXI столітті. Якби закон Мура застосувати до батарей, то автомобільний стартерний акумулятор зменшився б до розміру монети.

Рисунок 1: Удосконалення в технологіях акумуляторів та обчислювальних технологій

Ємність батарей зростає набагато повільніше, ніж обчислювальні технології. Багато сучасних матеріалів уже вичерпують свій потенціал.

Порівняння технологій

Акумулятор – це слабка посудина: повільно заряджається, тримає обмежену енергію, працює певний час, потім втрачає силу й зрештою стає тягарем. Він нагадує людину – потребує «відпочинку» у вигляді довгої підзарядки, після якої знову працює, але недовго. Деякі батареї заряджаються стільки ж, скільки віддають енергії. Тут легко провести аналогію з підлітками. 

Сімейство Li-ion та інші

Літій-іонні батареї привертають найбільше уваги та поступово витісняють нікель-кадмієві попередники, які домінували до 1990-х. Свинцево-кислотні акумулятори, попри свої недоліки, досі займають міцну нішу для запуску двигунів та резервного живлення — за співвідношенням ціна/надійність вони наразі поза конкуренцією.

Li-ion дорогі, але якщо рахувати вартість за цикл, вони виграють у свинцево-кислотних при регулярному використанні. Тепер рахувати лише «вартість за кВт·год» недостатньо — важливі також операційні витрати. Один експерт сказав: «Перехід від свинцево-кислотних до літій-іонних буде швидшим, ніж розвиток Інтернету.»

Наші акумулятори LiFePO4

Надійні літій-залізо-фосфатні акумулятори для сонячних та резервних систем.

Акумулятор LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 12В 50Аг

LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Аг)

Компактний акумулятор із вбудованим BMS для безпечної роботи у сонячних та резервних системах.

Купити
Акумулятор LiFePO4 Sacred Sun 12В 50Аг з BMS

 LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг

Сучасна літій-залізо-фосфатна батарея (LiFePO4) з вбудованим BMS і захистом від перевантаження

Купити
Акумулятор Sacred Sun SCIFP1250 LiFePO4 12В 50Аг

LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah 

 Високоякісне джерело енергії з довгим терміном служби, високою безпекою та сумісністю з екосистемою Victron Energy

Купити
Подивитися більше

Що ми вивчаємо

Ми прагнемо дізнатися якомога більше про акумулятори, але ця книга описує лише найпоширеніші системи. Моє походження — електротехніка, тому я розглядаю батареї з електричної точки зору, а не через хімічні реакції. Формул я уникаю, а матеріал підкріплюю практичними польовими даними.