Происхождение и эволюция аккумулятора

Слово «battery» происходит от старофранцузского baterie, что означает «удар» или «битие» и относилось к группе пушек в бою. В 1700-х годах учёные, ища устройство для хранения энергии, заимствовали этот термин, чтобы описать несколько электрохимических элементов, соединённых вместе.

Аккумулятор состоит из двух электродов, которые разделены сепаратором и пропитаны электролитом для обеспечения движения ионов. Постоянно испытываются новые активные материалы, каждый из которых имеет свои преимущества, но ни один не даёт окончательного решения.

Почему развитие такое медленное?

Улучшения происходят медленно. Если закон Мура* удваивал количество транзисторов в интегральной схеме каждые два года, то рост ёмкости литий-ионных (Li-ion) аккумуляторов с момента их появления в 1991 году составлял лишь около 8% в год.

*В 1965 году Гордон Мур предсказал, что количество транзисторов в интегральной схеме будет удваиваться каждые два года. Это сбылось и остаётся актуальным в XXI веке. Если бы закон Мура применить к батареям, то автомобильный стартерный аккумулятор уменьшился бы до размера монеты.

Рисунок 1: Улучшения в технологиях аккумуляторов и вычислительных технологий

Ёмкость батарей растёт значительно медленнее, чем вычислительные технологии. Многие современные материалы уже исчерпывают свой потенциал.

Сравнение технологий

Аккумулятор – это слабый сосуд: он медленно заряжается, хранит ограниченное количество энергии, работает какое-то время, затем теряет силу и в конце концов становится обузой. Он напоминает человека – нуждается в «отдыхе» в виде долгой подзарядки, после которой снова работает, но недолго. Некоторые батареи заряжаются столько же, сколько отдают энергии. Здесь легко провести аналогию с подростками. 

Семейство Li-ion и другие

Литий-ионные аккумуляторы привлекают больше всего внимания и постепенно вытесняют никель-кадмиевые предшественники, которые доминировали до 1990-х. Свинцово-кислотные аккумуляторы, несмотря на свои недостатки, до сих пор занимают прочную нишу для запуска двигателей и резервного питания — по соотношению цена/надёжность они пока вне конкуренции.

Li-ion дорогие, но если считать стоимость за цикл, они выигрывают у свинцово-кислотных при регулярном использовании. Теперь считать только «стоимость за кВт·ч» недостаточно — важны также эксплуатационные расходы. Один эксперт сказал: «Переход от свинцово-кислотных к литий-ионным будет быстрее, чем развитие Интернета.»

Наши аккумуляторы LiFePO4

Надежные литий-железо-фосфатные аккумуляторы для солнечных и резервных систем.

Аккумулятор LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 12В 50Ач

LiFePO4 Sacred Sun SCIFP1250 (12В, 50Ач)

Компактный аккумулятор с встроенным BMS для безопасной работы в солнечных и резервных системах.

Купить
Аккумулятор LiFePO4 Sacred Sun 12В 50Ач с BMS

 LiFePO4 Victron Lithium SuperPack 12.8В 100Аг

Современная литий-железо-фосфатная батарея (LiFePO4) со встроенным BMS и защитой от перегрузки

Купить
Аккумулятор Sacred Sun SCIFP1250 LiFePO4 12В 50Ач

LiFePO4 Victron Smart Battery 12.8V/100Ah 

Высококачественный источник энергии с длительным сроком службы, высокой безопасностью и совместимостью с экосистемой Victron Energy

Купить
Посмотреть больше

Что мы изучаем

Мы стремимся узнать как можно больше об аккумуляторах, но эта книга описывает только самые распространённые системы. Моё происхождение — электротехника, поэтому я рассматриваю батареи с электрической стороны, а не через химические реакции. Формул я избегаю, а материал подкрепляю практическими полевыми данными.