Какие бывают аккумуляторы? Щелочные и литий-ионные аккумуляторы

Электричество серьезно вошло в нашу жизнь только в XX веке, и поначалу новоизобретенным электрическим фонарикам более чем хватало обычных батареек. Но когда в самом конце века были изобретены, а затем стремительно распространились по всем странам и континентам электронные гаджеты, их было бы невозможно использовать, если бы к тому времени не изобрели новые виды аккумуляторов. Емких, маленьких и легких.

Фото: Depositphotos

Перейти к первой части статьи

После длительного триумфа кислотных аккумуляторов, были изобретены щелочные аккумуляторы (АКБ). У них в качестве электролита вместо раствора серной кислоты используется щелочь. Такие аккумуляторы хорошо работают при низких температурах, у них меньший саморазряд, чем у кислотных АКБ, нет испарений, отлично переносят переразряд.

Однако они значительно дороже кислотных АКБ. И поскольку каждая банка такого аккумулятора дает меньший ток, то для того, чтобы давать тот же вольтаж, что и кислотные АКБ, такие аккумуляторы должны быть крупнее по размеру. Из-за этого их используют для электромобилей и в разного рода механизмах с электрическими двигателями. В магазинах автозапчастей я щелочных аккумуляторов не встречал, но я и не эксперт по автомобильным запчастям.

Пластины щелочных АКБ делают не из свинца, а из цинка, кадмия, никеля, серебра и других металлов. По этому признаку щелочные аккумуляторы называют серебряно-цинковыми, или цинково-никелевыми, или кадмиево-никелевыми, или какими-либо еще.

Литиевые аккумуляторы появились в 90-е годы XX века. Первый литий-ионный аккумулятор выпустила фирма Sony в 1991 году.

Литий-ионный аккумулятор для сотового телефона
Фото: ru.wikipedia.org

И вот уже 30 лет, как исследователи всего мира пытаются как-то улучшить литий-ионные аккумуляторы.

Как же устроены литий-ионные аккумуляторы?

Корпус у них обычно герметичен (хотя существуют аккумуляторы повышенной емкости, в которых есть клапан сброса давления). В корпусе свернуты анод, катод и разделяющая их пористая прокладка, пропитанная электролитом. Катод делают из алюминиевой фольги, анод — из медной фольги. И на аноде и на катоде сделано напыление. На катоде обычно литий-металл, анодное покрытие делают из графита.

Эксперименты по улучшению аккумуляторов происходят в основном по металлическим добавкам в литий и по типу электролита. В качестве электролита в последнее время используют полужидкий полимер.

В настоящее время в массовом производстве находятся аккумуляторы с тремя классами катодных материалов:

  • кобальтат лития (LiCoO2) или схожий с ним по свойствам никелат лития;
  • литий-феррофосфат (LiFePO4);
  • литий-марганцевая шпинель (LiMn2O4).

В зависимости от того, оксиды каких металлов добавляют к литию, получают разнообразные виды литий-ионных аккумуляторов, которые по всему миру активно применяют для фонариков, разнообразных мобильных устройств, для электроинструмента, в электромоблиях.

Увы, известны случаи перегрева и даже возгорания литиевых аккумуляторов. И маленьких — в разнообразных гаджетах, и больших — автомобильных. Такой аккумулятор, один раз загоревшись, почти не поддается тушению.

Ведь, во-первых, литий — щелочной металл, при определенных условиях он отлично окисляется и водой, и кислородом с большим выделением тепла. При загорании кислород в огонь поступает из оксидов металлов, входящих в состав аккумулятора, а также из электролита.

Попытка потушить такой горящий аккумулятор водой способна только усилить пожар — литий активно реагирует с водой с выделением тепла и водорода. В общем, нужны специальные смеси, которые вряд ли найдутся на улице неподалеку от горящей машины или в толпе, если у вас загорится телефон или какой-то другой гаджет.

Так, может, ну их пока, эти электромобили? Ведь такой уж как загорится, так загорится! Не лучше ли подождать, пока литий-ионные батареи загораться перестанут?

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Top