Электричество из воздуха — новейшие решения в области аккумуляторов

0
210

Литий-ионные аккумуляторы преодолели первоначальные проблемы недостаточного качества, став самым важным источником энергии для портативных устройств — ноутбуков, смартфонов и планшетов. В ближайшее время они будут заменены на более легкие литиево-воздушные элементы.


Содержание
Ветеран — никель-кадмиевая батарея Никель-металлогидридные элементы — полезный компромисс Литий-ионные аккумуляторы — взрывной дебют Гибкий источник энергии — литий-ионный полимер

Большинство производимых в настоящее время ИТ-устройств адаптированы для мобильного использования вдали от любых стационарных источников энергии. С 2008 года на компьютерном рынке продажи ноутбуков стали больше, чем на настольных ПК. В настоящее время спрос на ноутбуки в четыре раза превышает интерес к стационарным моделям. В 2013 году впервые количество проданных планшетов превысило уровень продаж ноутбуков, хотя смартфоны по-прежнему сохраняют самую большую долю рынка. У этих типов устройств есть одна общая черта — все они работают от батареи. На решение о покупке не влияют такие аргументы, как высокая производительность, объем памяти или разрешение экрана. Потенциальный покупатель также учитывает срок службы батареи. При разработке новых моделей производители должны учитывать такие параметры, как плотность энергии и термическая стабильность, и вопрос энергоэффективности стал ключевым аспектом в развитии полупроводников за последние три года. Представляя новые процессоры, даже такие гиганты на рынке интегральных микросхем, как Intel, не соблазняют потенциальных покупателей только вычислительной мощностью, но прежде всего функциями энергосбережения. И это неудивительно, ведь в последнее время многое не изменилось в технологии хранения электроэнергии. Химические основы современных литий-ионных ячеек известны уже тридцать лет. В то же время, когда количество транзисторов в процессоре увеличилось в тысячу раз, плотность энергии батарей увеличилась только в три раза. Хотя производители постоянно ищут новые решения, которые позволили бы им создать аккумулятор с беспрецедентными свойствами. Они возлагают свои надежды на металло-воздушные элементы, которые способны обеспечить в десять раз большую плотность энергии, чем литий-ионные элементы.

Ветеран — никель-кадмиевая батарея

История поиска эффективного накопителя энергии доходит до идеи создания портативных электронных устройств. Один из первых КПК, который был Apple MessagePad Newton (основан в 1993 году), был оснащен никель-кадмиевыми (NiCd) батареями, которые обычно использовались в то время. Ячейки этого типа имеют катод из гидроксида никеля (III) и анод, покрытый кадмием. Электроны выделяются при окислении кадмия — реакция, которая меняется на противоположную, когда батарея заряжается. Никель-кадмиевые батареи обеспечивают длительный срок службы, а также надежную работу и короткое время зарядки. Ни низкая, ни высокая температура окружающей среды не влияют на этот тип батареи. Их определенным недостатком является высокая токсичность кадмия и его очень негативное влияние на здоровье человека. Этот тяжелый металл обладает канцерогенными свойствами. Использованные никель-кадмиевые батареи требуют специальной утилизации. Выброшенные, они вредны для окружающей среды. В настоящее время в Европейском Союзе запрещено производить батареи и портативные аккумуляторы, содержащие более 0,002 процента кадмия по весу. Тем не менее, вы не можете обойтись без этого типа батареи. Из-за низкого внутреннего сопротивления при высокой нагрузке никель-кадмиевые элементы идеально подходят для использования в промышленном оборудовании и аэронавигации. Между тем, в бытовой электронике никель-кадмиевые батареи больше не играют никакой роли и были полностью заменены никель-металлогидридными моделями.

Электричество из воздуха - новейшие решения в области аккумуляторов

Схема конструкции литий-ионной батареи — анод и катод выполнены в виде пленки с большой поверхностью, которые отделены друг от друга изолирующим слоем сепаратора и сложены или намотаны внутри корпуса так, чтобы они занимали как можно меньше места.

  • 1
  • 2
  • strona Следующая страница