Зачем батарейки делают разных размеров и форм: работают все равно одинаково

Батареи бывают круглые и прямоугольные, а еще перезаряжаемые. Также популярны цилиндрические батарейки АА и ААА для калькуляторов, часов и пультов дистанционного управления. Есть и литиево-ионные аккумуляторы для ноутбуков и свинцово-кислотный аккумулятор для автомобиля. Все они - служат для разных целей.

Экскурс в прошлое

Первые батарейки были изготовлены в 1800-е годы и оказались довольно простыми. Это была серия металлических дисков, пропитанных соляным раствором, которые, как понял итальянский ученый Алессандро Вольта, создавали электрический ток.

Первая свинцово-кислотная батарея была сделана из нескольких кусочков свинца в банке с серной кислотой. Современные версии не отличаются, только содержат различные добавки для улучшения характеристик, пишет IFLScience.

Во всех случаях батареи работают одинаково: разность напряжения между двумя разными электродами производит электрический ток, который может разряжаться для питания устройства. Аккумуляторы могут изменять направление этого тока, чтобы снова заряжаться. Больше заряда способны удерживать литий-ионные аккумуляторы. Это позволяет использовать их в высокомощных устройствах в течение длительного времени.

Свинцово-кислотные аккумуляторы

Свинцово-кислотная батарея была первой аккумуляторной батареей, изобретенной в 1859 году Гастоном Плантом, экспериментировавшим со свинцовыми пластинами в кислотном растворе. Он нашел, что поток и скопление электронного тока могут быть обратными.

Свинцово-кислотная батарея должна быть достаточно большой, чтобы обеспечить заряд для запуска автомобиля. Она также должна быть пригодна для использования в холодном климате в течение длительного времени. Поскольку электролит является агрессивной кислотой, внешний корпус батареи должен быть крепким. Исходя из этого, становится ясно, почему современные свинцово-кислотные аккумуляторы - громоздкие и тяжелые.

Щелочные батарейки

Бытовые устройства вроде калькуляторов и цифровых весов могут питаться батарейками меньшего размера, не требуя большого количества заряда. Это, прежде всего, щелочные, не перезаряжаемые батарейки. Стандартные размеры элементов питания: AAAA, AAA, AA, C и D.

Чем больше батарейка, тем больше ее заряд. Иногда щелочные батарейки продаются в прямоугольной форме как обычные 9-вольтовые батарейки. Но, открыв внешний корпус, вы увидите, что это просто несколько цилиндрических элементов, соединенных между собой внутри.

Литий-ионные батареи

Никель-кадмиевые батареи являлись первыми широко используемыми аккумуляторными батареями для бытовой электроники. Но кадмий очень токсичен, и батареи страдали от "эффекта памяти", что сокращало срок их службы.

На протяжении многих десятилетий литий изучался для потенциального использования в аккумуляторных батареях из-за его уникальных свойств сохраняющего энергию легкого металла. Sony впервые коммерциализировала литий-ионную батарею в 1991 году.

Компания в 1990-х годах производила много видеокамер и кассет, следовательно, имела оборудование для рулонного производства. Было естественно перепрофилировать его для создания рулонов электродов для батарей, производимых путем нанесения пленок на листы меди или алюминия, а затем свертывания их в цилиндры.

Эти батарейки имеют крепкий цилиндрический корпус и клапан сброса давления – для дополнительной безопасности. Очень скоро они завоевали рынок портативной электроники, в особенности для ноутбуков и мобильных телефонов. Литий-ионные батареи сохраняют больше энергии и работают дольше, чем никель-кадмиевые аккумуляторы.

В настоящее время большинство бытовых устройств и портативных аккумуляторов содержат внутренние батареи.

Чем обусловлена ​​форма батарей

То, какие формы и размеры приобретут батареи в будущем, зависит не только от того, сколько энергии они сохраняют, но и от рыночной экономики – насколько легко изготовить каждый тип элементов, сколько стоит их производство и для чего они используются.

Для примера, электромобили не были популярны, пока компания Tesla не начала производить их с цилиндрическими литий-ионными аккумуляторами, а не с прямоугольными или призматическими элементами, используемыми другими производителями электромобилей.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы не пропустить важные новости. Подписаться на канал в Viber можно здесь.