Скачать

возможность воспламенения не
была исключена полностью. Самый
громкий скандал вокруг взрывающихся
аккумуляторов произошел как раз
в последние месяцы. После того как
несколько современных ноутбуков
различных известных фирм взорвалось
прямо на выставках, началась
самая крупномасштабная в истории
компания по отзыву проблемных
батарей, всего под обмен попало 9.6
миллионов ноутбуков (Dell, Toshiba,
Apple, Sony и других фирм), общей
чертой которых были Li-Ion-батареи
Sony. Причиной неисправностей, по
версии Sony, послужил, однако, не
изначальный недостаток технологии,
а брак, допущенный при производстве
(в зазор на корпусе попали частицы
никеля). Данный инцидент послужил
поводом для поиска замены литийионным
аккумуляторам.
Впрочем, полноценных альтернатив
Li-Ion на данный момент не так много,
тем более к литий-ионным батареям
нет особых претензий, если закрыть
глаза на их относительную небезопасность.
В частности, Li-Ion наделены
высокой емкостью (90-110 Вт/кг), не
подвержены действию «эффекта
памяти», выдерживают огромное количество
циклов перезарядки, отлично
держат заряд (потери в пределах 5%
в месяц). Правда, в графу минусов
можно также добавить несколько
пунктов, главный из которых – «эффект
старения» (примерно год спустя
они начинают постепенно портиться,
даже если не используются), а также
теплолюбивость и высокую цену.
Лишь недавно Li-Ion аккумуляторы
стали медленно вытесняться новыми
разработками, но пока большинство
современных ноутбуков, сотовых
телефонов и карманных компьютеров
по-прежнему питаются от батарей
данного типа.
ЛИТИЙ-ПОЛИМЕРНЫЕ
На самом деле литий-полимерные
(полное название – литий-твердополимерные)
аккумуляторы нельзя считать
каким-либо откровением на рынке батарей
– они всего лишь представляют
собой усовершенствованный вариант
Li-Ion-технологии. В их конструкции
принципиально изменена лишь одна
деталь – жидкий электролит заменен
твердым материалом. В качестве
химической основы электролита
по-прежнему используются соли
лития, только в данном случае они
содержатся в специальной полимерной
прокладке, помещенной между
анодом и катодом. За счет отказа от
жидкого электролита у Li-Pol-батарей
появилось несколько дополнительных
преимуществ. Во-первых, так как
новые аккумуляторы не нуждаются
в металлической оболочке, у них
несколько повысилась плотность
энергии (130-150 Вт/кг), а во-вторых,
появилась возможность выпускать
Типичная Li-Ion батарея
типичного телефона.
НА ЗАМЕТКУ:
Первый прототип современной батареи также создал
Вольта. Она состояла из множества чередующихся
пластинок меди и цинка, разделенных прослойками
из кожи, смоченной солевым раствором.
Топливные элементы пока выглядят чрезмерно громоздко, да и стоят
на порядок дороже.
Li-Pol-батареи в корпусах практически
произвольной формы, в отличие от Li-
Ion, которые требуют либо цилиндрического,
либо прямоугольного корпуса.
Данная особенность позволяет не
только полностью заполнять аккумулятором
батарейный отсек, но и
вообще переместить батарею в ранее
недоступные места (например, в ноутбуке
за матрицу дисплея – настолько
тонкими они могут быть). Кроме того,
Li-Pol-аккумуляторы существенно
безопаснее литий-ионных, менее
токсичны и при этом их себестоимость
мало отличается от Li-Ion элементов
питания. Так что у литий-полимерных
батарей в ближайшее время есть все
шансы вырваться на первое место по
популярности среди аккумуляторов,
и единственное, что может встать у
них на пути, так это возможный запуск
серийного производства серебряноцинковых
батарей, аккумуляторов
на основе нанотрубок или топливных
элементов.
СЕРЕБРЯНО-ЦИНКОВЫЕ
Первые серебряно-цинковые батареи
были разработаны достаточно
давно, и на данный момент они
активно используются в военной и
космической технике, а также часах,
калькуляторах и другой маломощной
электронике. Устройство серебряноцинковых
батарей выглядит следующим
образом: анод состоит из цинка,
электролит – из гидрооксида калия,
а катод – из оксида серебра. Среди
отличительных особенностей данных
аккумуляторов можно выделить
крайне высокую плотность энергии
(для реальных образцов – 150-240
Вт/кг, а теоретически – до 425 Вт/кг),
возможность отдавать в нагрузку
огромные токи, плюс достаточно
низкий саморазряд. Впрочем, с
долговечностью и с многократными
циклами перезарядки у них всегда
были серьезные проблемы. Причиной
скорого выхода батарей из строя в
первую очередь было появление так
называемых цинковых дендритов,
приводящих впоследствии к короткому
замыканию, а также все тот же
электролиз воды, поэтому до недавнего
времени данные аккумуляторы
были непригодны для использования
в ноутбуках, сотовых телефонах и
прочих устройствах подобного типа.
Правда, последние разработки заинтересованных
компаний (в частности,
Zinc Matrix Power) показали, что с
серебряно-цинковыми батареями не
все потеряно, и вскоре они смогут
составить конкуренцию литиевым
элементам. Также сторонники
технологии отмечают то, что данные
батареи безвредны для окружающей
среды и абсолютно безопасны. А в
свете последних неприятных событий
вокруг литиевых батарей, у серебряно-цинковых
аккумуляторов стало
заметно больше шансов на успех.
АККУМУЛЯТОРЫ БУДУЩЕГО
Что ждет рынок аккумуляторов в будущем,
пока сложно прогнозировать.
Литиевые батареи пока уверенно
правят балом, и у них есть неплохой
потенциал, благодаря литий-полимерным
разработкам. Внедрение
серебряно-цинковых элементов –
весьма длительный и дорогостоящий
процесс, и его целесообразность пока
является дискуссионным вопросом.
Технологии на основе топливных
элементов и нанотрубок уже много
лет восхваляются и описываются
самым красивыми словами, однако
когда дело доходит до практики, фактические
продукты получаются либо
слишком громоздкими, либо слишком
дорогими, либо и то, и другое вместе
взятое. Ясно лишь одно – в ближайшие
годы данная отрасль будет продолжать
активно развиваться, ведь
популярность портативных устройств
растет не по дням, а по часам.
ЖЕЛЕЗО #12(34) | ДЕКАБРЬ 2006 109