История батареи


Батареи были основным источником электроэнергии до появления электрических генераторов и электрических сетей в конце 19 века. Последовательные улучшения 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.

Ученые и инженеры разработали несколько коммерчески важных типов батарей. «Мокрые элементы» представляли собой открытые контейнеры с жидким электролитом и металлическими электродами . Когда электроды были полностью израсходованы, мокрую ячейку обновляли, заменяя электроды и электролит. Открытые контейнеры не подходят для мобильного или переносного использования. Влажные ячейки использовались в коммерческих целях в телеграфных и телефонных системах. В ранних электромобилях использовались полугерметичные мокрые аккумуляторы.

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

Багдадская батарея (ок. 150 г. до н.э. - 650 г. н.э.) теоретически представляла собой устройство, удерживающее электрический ток, но это неубедительно. [ нужна ссылка ]

Лейденская банка , открытая или изобретенная независимо друг от друга немецким дьяконом Эвальдом Георгом фон Клейстом и голландскими учеными Питером ван Мусшенбруком и Андреасом Кунеусом в 1975-76 годах, была первоначальной формой конденсатора , используемого для хранения электрического заряда. [1] (также называемый конденсатором ). [2]

Бенджамин Франклин впервые употребил термин «батарея» в 1749 году, когда проводил эксперименты с электричеством, используя набор связанных конденсаторов из лейденской банки. [3] Франклин сгруппировал несколько банок в то, что он назвал «батареей», используя военный термин для оружия, функционирующего вместе. [4] Умножая количество удерживающих сосудов, можно было бы накапливать более сильный заряд, и при разрядке можно было бы получить больше энергии.


Вольтов столб , первая химическая батарея
Батарея желоба , которая, по сути, представляла собой Вольтов столб, уложенный горизонтально, чтобы предотвратить утечку электролита .
Цинково-медная гальваническая свая
Схематическое изображение исходной клетки Даниэля
Пористая ячейка
Иллюстрация гравитационной ячейки 1919 года . Этот конкретный вариант также известен как ячейка гусиной лапки из-за отличительной формы электродов.
Иллюстрация XIX века оригинального свинцово-кислотного элемента Планте.
Никель-железные батареи, выпускавшиеся в период с 1972 по 1975 год под торговой маркой Exide, первоначально разработанной в 1901 году Томасом Эдисоном.
Комплект современных аккумуляторов
Литий-ионный аккумулятор
Кривая обучения литий-ионным батареям: цена этих батарей снизилась на 97% за три десятилетия. [29] [30]