Современные радиаторы – какие они?

Первые батареи центрального водяного отопления появились в конце 19-го века в Санкт-Петербурге. Их изобретателем был российский заводчик и предприниматель Сан-Галли. Радиаторы изготавливались из чугуна и состояли из нескольких секций. Специальный современный чугун и сегодня является востребованным материалом при изготовлении батарей.

В 20-м веке, радиаторы центрального отопления постепенно эволюционировали. Менялся дизайн, улучшались технические материалы, применялось новое сырье. После чугуна стала все чаще использоваться черная сталь. Она обладает хорошими антикоррозийными свойствами, быстрее нагревается, менее тяжела и легче поддается обработке.

В Советском Союзе пошли по пути унификации этого изделия. Одинаковые «чугунки» ставились в стандартные квартиры, и отличались разве что количеством секций и цветами, в которые красились творчески настроенными домочадцами. В 80-90-х годах с целью экономии, радиаторы стали изготавливаться из железа низкого качества, с тонкими ребрами теплоотдачи и крашенной железной панелью, скрывающей неприглядный внешний вид устройства. Такие приборы быстро выходили из строя, протекали, ржавели и забивались накипью. Чугунные приборы стали дефицитом и предметом гордости рачительных хозяев квартир. В это же время в мире при изготовлении радиаторов уже стали применяться алюминий, медь и различные сплавы.

Современные водяные батареи делают из чугуна, стали, алюминия, меди, керамики. Также на рынке, достаточно популярны так называемые биметаллические радиаторы, изготавливаемые из стали и алюминия. Они объединяют сильные стороны этих материалов, но стоят дороже.

Современные радиаторы – дизайн и качество

Несколько главных тенденций диктуют производителям, какие водяные радиаторы отопления сегодня в тренде.

• Качество. Современные технологии позволяют изготавливать батареи с длительным сроком эксплуатации, надежные, не подвергающиеся коррозии, и не создающие накипь на внутренних поверхностях. Потребитель желает только лучшего, и производители это предлагают. К примеру, на радиаторы известного европейского бренда Betatherm, гарантия составляет 7 лет.
• Разнообразие технических решений. Время классических батарей, однозначно расположенных в подоконном пространстве, безвозвратно ушло. Появились помещения с панорамным остеклением, и на рынке появились высокие вертикальные радиаторы, устанавливаемые на стенах, внутрипольные устройства, вмонтированные в пол и незаметные для посетителей. Даже обычные радиаторы, установленные под окнами, изменились. Предлагаются различные материалы, конструкции, добавляются технические «гаджеты», позволяющие приборам более эффективно обогревать помещение.
• Индивидуальность и стильность. Кроме чисто практической задачи отапливать, радиаторы стали одним из важных дизайнерских элементов в интерьере. Разнообразие стилей современных батарей поражает. Хотите ретро – и производители создают дизайнерские шедевры из чугуна, возвращающие клиентов в 19 век. Желаете хай-тек – и хромированная батарея подчеркивает современность интерьера. Еще что-то пооригинальнее – и в прихожей устанавливается вертикальный дизайнерский радиатор со встроенным зеркалом, куда можно взглянуть, выходя из дома.

Знакомьтесь – компания Betatherm

Венгерский производитель отопительных приборов Betatherm – компания с тридцатилетней историей, которая менялась в ногу со временем. Сегодня это лидер в своей области, а продукция, предлагаемая фирмой, сочетает в себе все самые востребованные характеристики. Качество подтверждается европейскими сертификатами и офисами по всему миру. Продукция компании широко известна потребителям и заслуженно пользуется популярностью. Достаточно напомнить, что Betatherm предлагает семилетнюю гарантию на свои радиаторы.

Техническое совершенство подтверждается разнообразием конструктивных решений. Широкий ассортимент различных видов радиаторов удовлетворит любые запросы клиентов – панельные и секционные, круглые, плоские и квадратные сечения элементов, вертикальное и горизонтальное исполнение, цветные и хромированные.

Отдельного внимания заслуживает подход компании к оригинальному дизайну своих изделий. Складывается полное ощущение, что специалисты в Betatherm отбросили все каноны, набившие у потребителей оскомину, и без страха фантазируют, каким может стать дом в следующем веке. Не забывая о классике, дизайнеры компании придумывают просто невероятные решения при создании батарей. Чтобы убедиться в уникальности декоративных батарей от Betatherm, зайдите на эту страницу нашего сайта и просто посмотрите на изделия компании. Чего стоят только абсолютно черные вертикальные батареи, или зеркальный радиатор для прихожей. Есть даже предложение для любителей больших художественных форматов на стене – радиатор с картиной на выбор.

Однако и на этом не остановились венгерские дизайнеры. Даже для поклонников классики, каждая предлагаемая модель имеет свою «фишку». Конструкции выглядят абсолютно по-разному, в зависимости от геометрии расположения обогревающих поверхностей их сечения, и предлагаемой палитры цветов. Как Вам дизайнерская батарея, которая выглядит как набор отполированных деревянных дощечек, или «мужской» радиатор, состоящий из элементов квадратного сечения?

Выбирая сегодня водяной радиатор отопления, не экономьте на качестве и стиле. Вы приобретаете прибор на долгие годы, и он должен вносить в интерьер Вашего дома уют, гармонию и изысканную оригинальность.

Читайте також: Вертикальные радиаторы – практичность, воплощенная в стиль

Главный элемент питания

Ежегодно во многих странах отмечается праздник, посвященный открытию, сделанному столетия назад, но плодами которого мы пользуемся ежеминутно, – День батарейки. Дата выбрана не случайно – в день рождения итальянского ученого Алессандро Вольты, изобретение которого стало прообразом современных батарей и аккумуляторов.

За два столетия батарейка сильно изменилась, но история ее развития все еще продолжается. Ну, а пока ученые ищут «вечную» батарейку, рассказываем о современных самых распространенных видах аккумуляторов и их представителях, которые производятся на предприятиях Ростеха.

Что общего между батарейкой и дровами? На первый взгляд – ничего. Однако можно сказать, что оба предмета являются устройствами накопления энергии. Правда в случае батареи, все не так просто – это целая химическая система, производящая электроэнергию.

Все батарейки основаны на химических реакциях, работающих по одному и тому же принципу. Химики их называют «редоксами» (сокращение от reduction-oxidation), или окислительно-восстановительные реакции. Во время этого процесса электроны освобождаются из молекул и вырабатывается побочный продукт – электрический ток, способный «зажечь» фонарик или «включить» мобильный телефон. Но, как оказалось, даже в древние времена, когда не было телефонов и фонариков, батарейки были нужны.

Удивительно, но возраст батарейки – две с половиной тысячи лет. Первый примитивный элемент питания появился в Багдаде и состоял из железного стержня в медном цилиндре, наполненном жидкостью-электролитом. Такая батарейка вырабатывала ток, достаточный для нанесения слоя ценных металлов гальваническим методом. В результате люди научились покрывать медь золотом и серебром. Сегодня сам процесс получения электричества с помощью химических реакций называется гальванизмом. Так, имя итальянского физика и анатома Луиджи Гальвани навсегда попало в историю батарейки.

Началось все с его опытов над лягушками. Гальвани заметил, что если мышцы на лапках лягушки «ударить» статическим электрическим зарядом, то они сокращаются. Проводя опыты, он также увидел, что сокращение мышц происходит даже если к ним приложить два разных металла. Гальвани решил, что мышцы вырабатывают электричество.

Идею Гальвани развил его друг по переписке физик Алессандро Вольта. Он понял, что причиной сокращения мышц лягушки стало электричество, которое появилось при соприкосновении двух различных металлов. Чтобы доказать это, Вольта наполнил чашу соляным раствором и погрузил в нее две металлических дуги: медную и цинковую. Это устройство и стало первым элементом питания, которое вырабатывало электричество за счет химических реакций металлов в растворах.

К 1800 году Вольта усовершенствовал устройство батареи. Теперь она представляла собой стопку пластинок – между пластинками из меди или цинка находилась пластина из кожи, пропитанной раствором соли. В результате получилась батарейка, вырабатывающая электрический ток, единица измерения которого была названа Вольт.

Можно сказать, что современные батареи работают по тому же принципу. Идея Вольты была использована во всех дальнейших экспериментах по созданию новых элементов питания. Конечно, в наши дни выбор материалов гораздо шире, поэтому мы видим такое разнообразие батареек. Чего только стоит появление литий-ионных аккумуляторов, открывших новую эпоху гаджетов, смартфонов, электромобилей и прочих благ цивилизации. Первый литий-ионный (Li-ion) аккумулятор был выпущен в 1991 году. Но такие батареи были разработаны еще в 1970-х, просто не было возможности применять их на практике в массовом масштабе.

В основе работы литий-ионного аккумулятора лежит тот же самый электрохимический потенциал, как и в первой батарейке Вольты. Просто здесь используется металл с наибольшей способностью отдавать электроны – литий. Итак, структурно Li-ion аккумулятор состоит из катода с производными лития на алюминиевой фольге и графитового анода на фольге из меди. Между ними располагается сепаратор, пропитанный электролитом с функциями проводника. Заряд переносят ионы лития, вызывающие соответствующую химическую реакцию.

Несмотря на многочисленные преимущества, литий-ионный аккумулятор имеет и некоторые недостатки. Например, литиевые батареи «стареют», даже если не используются, – через два года батарея теряет около 20% емкости. Еще большое значение имеет температурный режим – емкость снижается на холоде или в жару. При минусовых температурах мощность литий-ионного аккумулятора может снизиться до 40-50%. Наверное, каждый владелец мобильного телефона замечает, как быстро гаджет разряжается на морозе. В ситуации с телефоном все нет так серьезно, как, например, с беспилотным летательным аппаратом, роботизированными системами или космической техникой. Такие сферы нуждаются в новых видах аккумуляторов, которым не страшны экстремальные температуры.

НПО «Импульс» холдинга «Росэлектроника» недавно разработало литий-ионные аккумуляторы, обеспечивающие автономную работу устройств при температурах от –50 до +50 °C.

Весит такая батарейка не более 150 грамм и имеет длительный срок службы – до 2700 и более циклов «заряд-разряд» в зависимости от условий эксплуатации.

Батареи могут использоваться в телекоммуникационном оборудовании, робототехнике, медицине, военной технике, беспилотниках, бортовом корабельном и авиационном оборудовании. Разработчики отмечают, что новые аккумуляторы можно применять даже в условиях Крайнего Севера и Арктики. Аккумуляторы также могут выпускаться в радиационно-стойком варианте для эксплуатации в космосе.

Новые батареи были разработаны в рамках программы импортозамещения и полностью унифицированы с иностранными изделиями, которыми ранее оснащались многие виды оборудования. НПО «Импульс» – не единственное предприятие «Росэлектроники», которое активно разрабатывает отечественные аналоги импортных аккумуляторов. К примеру, с 2001 года АО «Литий-Элемент» разработало взамен импортных литиевые батареи для внутритрубного диагностического оборудования нефтепроводов.

Изделия используются компаниями «Транснефть» и «Газпром». Одно из перспективных направлений предприятия – создание литиевых батарей для автономного питания телеметрических систем бурового оборудования. В данном случае определяющим фактором является широкий температурный диапазон работы – от 0 до +165 °С. В общей сложности «Литий-Элемент» производит более 50 наименований изделий собственной разработки, электрической емкостью от 0,7 до 600 А·ч.

Многолетний опыт и научные исследования позволяют предприятиям «Росэлектроники» создавать новые источники тока, повышая качество и улучшая технические характеристики современных батарей и аккумуляторов.

Три аккумуляторные технологии, которые могут обеспечить энергией будущее | Saft

Миру нужно больше энергии, желательно в чистой и возобновляемой форме. Наши стратегии хранения энергии в настоящее время формируются за счет литий-ионных аккумуляторов, являющихся передовыми технологиями, но на что мы можем рассчитывать в ближайшие годы?

Начнем с основных сведений об аккумуляторах. Батарея представляет собой набор из одного или нескольких элементов, каждый из которых имеет положительный электрод (катод), отрицательный электрод (анод), сепаратор и электролит. Использование для них различных химикатов и материалов влияет на свойства батареи — сколько энергии она может хранить и выдавать, сколько энергии она может обеспечить или сколько раз ее можно разряжать и перезаряжать (также называемая циклической емкостью).

Аккумуляторные компании постоянно экспериментируют, чтобы найти более дешевые, плотные, легкие и более мощные химические вещества. Мы поговорили с Патриком Бернардом, директором по исследованиям Saft, который рассказал о трех новых аккумуляторных технологиях с трансформационным потенциалом.

 

ЛИТИЙ-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Что это?

В литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторах накопление и высвобождение энергии обеспечивается перемещением ионов лития от положительного электрода к отрицательному туда и обратно через электролит. В этой технологии положительный электрод действует как первоначальный источник лития, а отрицательный электрод — как носитель лития. Несколько химических элементов собраны под названием литий-ионных аккумуляторов в результате десятилетий отбора и оптимизации, близких к совершенству положительных и отрицательных активных материалов. Литированные оксиды металлов или фосфаты являются наиболее распространенным материалом, используемым в качестве материалов для положительных положительных результатов. Графит, а также графит/кремний или литированные оксиды титана используются в качестве негативных материалов.

Ожидается, что в ближайшие годы литий-ионная технология достигнет предела энергопотребления при использовании реальных материалов и конструкций элементов. Тем не менее, недавние открытия новых семейств прорывных активных материалов должны разблокировать нынешние ограничения. Эти инновационные соединения могут хранить больше лития в положительных и отрицательных электродах и впервые позволят объединить энергию и мощность. Кроме того, с этими новыми соединениями также учитываются дефицит и критичность сырья.

Каковы его преимущества?

Сегодня среди всех современных технологий хранения данных технология литий-ионных аккумуляторов обеспечивает самый высокий уровень плотности энергии. Такие характеристики, как быстрая зарядка или рабочий температурный диапазон (от -50°C до 125°C), могут быть точно настроены благодаря большому выбору конструкций элементов и химических составов. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы обладают дополнительными преимуществами, такими как очень низкий саморазряд и очень долгий срок службы, а также цикличность, обычно тысячи циклов зарядки/разрядки.

Когда можно ожидать?

Ожидается, что новое поколение передовых литий-ионных аккумуляторов будет развернуто до первого поколения твердотельных аккумуляторов. Они идеально подходят для использования в таких приложениях, как системы хранения энергии для возобновляемых источников энергии и транспорта (морского, железнодорожного, авиационного и внедорожного), где требуется высокая энергия, высокая мощность и безопасность.

 

АККУМУЛЯТОРЫ ЛИТИЙ-СЕРНЫЕ

Что это такое?

В литий-ионных батареях ионы лития накапливаются в активных материалах, действующих как стабильные структуры-хозяева во время заряда и разряда. В литий-серных (Li-S) батареях нет структур-хозяев. При разрядке литиевый анод расходуется, а сера превращается в различные химические соединения; при зарядке происходит обратный процесс.

Каковы его преимущества?

В Li-S аккумуляторе используются очень легкие активные материалы: сера в положительном электроде и металлический литий в качестве отрицательного электрода. Вот почему его теоретическая плотность энергии чрезвычайно высока: в четыре раза больше, чем у литий-иона. Это делает его подходящим для авиационной и космической промышленности.

Компания Saft выбрала и одобрила наиболее многообещающую технологию Li-S на основе твердотельного электролита. Этот технический путь обеспечивает очень высокую плотность энергии, длительный срок службы и устраняет основные недостатки жидкого Li-S (ограниченный срок службы, высокий саморазряд и т.  д.).

Кроме того, эта технология дополняет твердотельные литий-ионные благодаря превосходной гравиметрической плотности энергии (на кону +30% в Втч/кг).

Когда ждать?

Основные технологические барьеры уже преодолены, и уровень зрелости очень быстро приближается к полномасштабным прототипам.

Ожидается, что эта технология появится на рынке сразу после полупроводниковых литий-ионных аккумуляторов для приложений, требующих длительного времени автономной работы.

 

ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ БАТАРЕИ

Что это?

Твердотельные батареи представляют собой смену парадигмы с точки зрения технологии. В современных литий-ионных батареях ионы перемещаются от одного электрода к другому через жидкий электролит (это также называется ионной проводимостью). В полностью твердотельных батареях жидкий электролит заменен твердым соединением, которое, тем не менее, позволяет ионам лития мигрировать внутри него. Эта концепция далеко не нова, но за последние 10 лет — благодаря интенсивным исследованиям во всем мире — были открыты новые семейства твердых электролитов с очень высокой ионной проводимостью, аналогичной жидкому электролиту, что позволило преодолеть этот особый технологический барьер.

Сегодня усилия компании Saft Research & Development сосредоточены на двух основных типах материалов: полимерах и неорганических соединениях с целью синергии физико-химических свойств, таких как технологичность, стабильность, проводимость…

Каковы его преимущества?

Первым огромным преимуществом является заметное повышение безопасности на уровне элемента и батареи: твердые электролиты негорючи при нагревании, в отличие от их жидких аналогов. Во-вторых, он позволяет использовать инновационные высоковольтные материалы с высокой емкостью, что позволяет создавать более плотные и легкие батареи с более длительным сроком хранения в результате снижения саморазряда. Более того, на системном уровне это принесет дополнительные преимущества, такие как упрощенная механика, а также управление температурой и безопасностью.

Поскольку аккумуляторы могут иметь высокое отношение мощности к весу, они идеально подходят для использования в электромобилях.

Когда ждать?

Несколько видов полностью твердотельных батарей, вероятно, появятся на рынке по мере развития технического прогресса. Первыми будут твердотельные батареи с анодами на основе графита, обеспечивающие улучшенные энергетические характеристики и безопасность. Со временем более легкие технологии твердотельных батарей с использованием металлического литиевого анода должны стать коммерчески доступными.

Батареи

1.) Основы

Базовая конструкция: Батарея состоит из двух или более элементов. Каждая ячейка состоит из двух различные материалы с электролитом между ними. Ранние инженеры обнаружили, что при использовании правильных материалов отрицательно заряженные ионы притягиваются к катоду (-), при этом положительно заряженные ионы притягиваются к аноду (+) (другой электрод).

Есть много типов батарей, см. наш раздел истории для получения дополнительной информации о том, как несколько известных примеров работа.
12-минутное видео с описанием основных химических элементов батареи >
Видео о сборке алюминиево-угольной батареи в домашних условиях >

Катод – электроны “выходят” из батареи с этого электрода и попадают в электрическое устройство, находящееся под напряжением, маркируется черным цветом или (-). это негатив терминал, потому что атомы с дополнительными электронами (- заряженными ионами) притягиваются к этому терминалу. Анод – электроны “попадают” в аккумулятор с этого электрода, который отмечен в красный или (+). Примечание: термины «анод» и «катод» также могут использоваться на устройстве, они помогают указано, как подключить устройство. В устройстве (например, светодиоде) электроны «входят» в устройство через катод и выход через анод (это на обратной стороне батареи). Безопасность! * Подсоединение аккумулятора к устройству обратным разрушать электрические устройства, особенно полупроводниковые устройства. * Замыкание аккумулятора путем соединения клеммы (-) с клеммой (+) может привести к химическому возгоранию или взрыву. * Попадание кислоты из батарейки на пальцы и одежду может привести к ожогу кожи, проеданию дыр в одежде прикосновение к глазам может привести к слепоте. Не вскрывайте батареи, кроме как в контролируемом среде и с соблюдением надлежащих мер предосторожности.

Два способа классификации батарей:
Первичные батареи – этот тип батареи готов к электрическому заряду, как только как он построен
Дополнительные батареи – этот тип батареи необходимо заряжать после ее изготовления

Инженер с опытом работы в области электрохимии или нанотехнологий может работать над улучшением батареи и преодолевая установленные барьеры на пути к совершенствованию.

Улучшение хотя бы одного угла производительности, таких как: плотность энергии, низкотемпературные характеристики, накопление энергии продолжительность, скорость перезарядки, форма, движение к использованию менее токсичного или менее дорогого материала может внести существенные изменения в наш мир. Например, гибридный и полностью электрический автомобиль существует уже целое столетие, но именно более совершенные батареи позволили первым массовое использование электромобилей в 1990-е.

1.a) Типы батарей

Есть много способов сделать аккумулятор, некоторым моделям более 200 лет, а другим (например, те, которые используют углеродные нанотрубки) быстро продвигаются прямо сейчас!

Первичный Батареи: (не перезаряжаемые) Цинк хлорид Цинк углерод Щелочной Окси-гидроксид никеля Литий-медный оксид Литий-железный дисульфид Литий-железный сульфид Литий-марганцевый диоксид Литий-медный оксифосфат Ли-И2 Ли -CuO Li-CuS

Li-MnO2 (Li-Mn, “CR”) Тионилхлорид Li-SOCl2, BrCl, Li-BCX Сернистый хлорид Li-SO2 Li-PbCuS Li-Bi2Pb2O5 Li-V2O5 Li-Bi2O3 Li-CoO2 Оксид ртути 7 Цинк090907-воздух 079 Плутониевые батареи и прочие ядерные батареи

Среднее Аккумуляторы: (можно заряжать) NiCd или NiCad Никель-кадмиевые 1899 Свинцово-кислотные 1859 NiMH NiZn Щелочные (некоторые перезаряжаемые) Литий-ионные Литий-ион Литий-ионный полимер Литий-оксид титана Литий-железо-фосфатные батареи Литий-железо-магний-фосфат Никель-железные батареи (NiFe) NIh3 Ni-цинк LiFePO4 Li-сера 9 Li-титанат 7 T пленка 90 ZnBr V редокс 10 NaS Расплавленная соль Серебро-цинк (Ag-цинк)

2.

) История аккумуляторов
Вверху: изображение вольтовой батареи, питающей экспериментальную дуговую лампу, первую форму электрическое освещение

2.a) 1800: Voltaic Pile – первая батарея, непосредственно вызвавшая электрическую революцию

Алессандро Вольта из Комо, Италия, создал первую современную батарею примерно в 1800 году. образование в области химии и физики, преподавал в государственной школе, а затем Королевская школа в Комо. Он использовал цинковый и медный (или серебряный) электрод с электролитом. серной кислоты или смеси соляных растворов (соль и вода). Цинк реагировал с отрицательно заряженный сульфат. Положительно заряженные ионы водорода захватывают электроны из меди образуя газообразный водород. Затем цинковый диск стал отрицательным. электрод и медно-серебряный диск положительный. Первая батарея Volta появилась в результате 9лет обучения, начиная с «электричества животных» или изучения электрических тока внутри тела. Подобно всем великим новаторам, он продвигал работы своих предшественников. в данном случае это было Луиджи Гальвани и его работа над «животным электричеством». >

Вверху: см. модель батареи Вольта в Смитсоновском институте .

Батарея Вольта быстро привлекла внимание всего мира. Исследователи из России в США начали экспериментировать с версиями своей батареи для проведения экспериментов. гальваника, разделение элементов для научных исследований, электрического освещения и электромагнетизма все исследования быстро продвигались благодаря стопке Вольты. Его назвали «кучей», потому что дополнительные блоки цинка/меди могут быть установлены на устройство для увеличения мощности. Даже сегодня латинские языки используют слово «пила» для обозначения батареи.

Недостатки батареи Вольты заключались в том, что тканевый материал, пропитанный солевым раствором, должен был оставаться влажным, а также электролит вытекал сбоку и вызывал короткое замыкание. Химические отложения на меди вызвал изоляционный слой, который остановил батарею примерно через час. В течение следующего три десятилетия другие, такие как Уильям Стерджен и Джозеф Генри, улучшили конструкцию батарей.
Вверху: разработана гальваническая батарея Джозефа Генри (сделанная из цинковых и медных пластин). производить разную интенсивность в зависимости от по необходимости с помощью комплекта подвижных соединителей и чашек ртутных. Сегодня устройство, которое мы будем использовать для обеспечения изменяющихся уровней мощности для эксперимента, будет вариак (автотрансформатор), подключенный к сети. Генри нужны были переменные уровни мощности проводить свои опыты по электромагнетизму.
Подробнее о Батарея Генри с этого скана из Принстона >

2.b) 1857-1900-е годы Grenet Cell “Бутылочная батарея”

Ячейка Grenet стала важным шагом в истории аккумуляторов и использовалась более 60 лет. Этот мокрая камера была мощной и надежной. Он был наполнен кислотой и мог быть использован повторно. К 1880-м годам устройства могли работать месяцами. или годы без заправки, хотя для некоторых целей его нужно было заправлять каждые несколько недель. Томас Эдисон использовал ячейки Grenet для своих экспериментов. Медицинские работники также использовали ячейку для всего: от питания инструментов в больницах до к экспериментам над пациентами. Ячейки были разных размеров, колбы также можно было ставить последовательно, чтобы генерировать больше энергии.

Конец ячейки Гренет наступил из-за ее слабости, которая включала раздражение заправки его, вес и то, что он может пролиться. Резиновая герметичная доска (гидростат) со временем сожмется, что приведет к протечкам сверху. Как и многие батареи в то время он был сделан из стекла, и хотя он был построен из толстого стекла, он все же мог разбиться.

Ячейка Гренет была усовершенствована доктором Бирном (Бруклин) в 1878 году. Современные сухие ячейки сегодня также используют цинко-угольный элемент, однако для электролита используют влажный картон вместо жидких кислот Grenet Cell.

Свинцово-кислотная батарея

1859 – Гастон Плант из Франции изобретает наиболее часто используемый большая батарея сегодня: свинцово-кислотная батарея. Подробнее о свинцово-кислотный аккумулятор >

Сегодняшние свинцово-кислотные аккумуляторы (например, установленные в вашем автомобиле) имеют плотность энергии около 30 ватт-часов на килограмм.

2.c) Сухая камера

В 1886 году были разработаны сухие элементы, и это было огромным улучшением для некоторых приложений. батарея. В сухом элементе использовался пастообразный электролит, что позволяло использовать батарею в любом положении. и улучшил область портативных батарей. Карл Гасснер и разработал сухую ячейку, используя гипс, смешанный с другими химическими веществами. Первая модель для продажи производилась на 1,5 вольта. Позже гипс был заменен свернутым картоном. Колумбия произвела первую массу выпускаемые модели.

Внизу слева: классические сухие элементы Columbia на 1,5 В на выставке в Техническом центре Эдисона.
Внизу справа: 3 классических сухих элемента, использовавшихся в ранних радиостанциях.

Информацию о литиевых, щелочных и других современных формах сухих батарей см. ниже.

2.d) Томас Эдисон и батареи

Томас Эдисон сосредоточился на создании лучшей батареи для использования в электромобилях. Существующие батареи, такие как Grenet Cell, были сделаны из стекла и не соответствовали требованиям. Эдисон оставил свой след в мире аккумуляторов со многими улучшениями. Ячейка Эдисона-Лаланда было знаковым улучшением аккумуляторов, оно имело повышенная износостойкость и прослужила около года при хранении. Эдисон давно интерес к батареям всех размеров для питания его изобретений, таких как электрическая ручка. Последним крупным усовершенствованием батарей, сделанным Эдисоном, была разработка практического железо-никелевого сплава. батарея (NiFe). Ранний Эдисон NiFe батареи использовали толстый стеклянный корпус для хранения гидроксида калия электролит. Некоторые модели этих аккумуляторов могут сохранять заряд в течение многих лет. Железнодорожная отрасль до сих пор использует аккумуляторы NiFe десятилетней давности для резервного питания коммутаторов. и другое оборудование из-за его долгосрочной надежности.

Вверху: оригинальные батареи Edison, используемые в автомобиле Detroit Electric 1914 года, принадлежащем Steinmetz

Щелочной AA является наиболее распространенная в мире одноразовая батарейка

3.

) Современные батареи:

Сегодня в мире преобладают батареи на основе цинка, свинца и лития. Они более безопасны и меньше, чем батареи того же типа были в первые дни. Меркурий и другие химические вещества были сокращены в состав, и улучшения плотности энергии за эти годы сделали для использования меньше материала на ватт.

Щелочная батарея:

Щелочные батареи сегодня являются наиболее распространенными одноразовыми батареями (выпущено 10 миллиардов штук). ежегодно по всему миру). Они используют цинк и диоксид марганца. Щелочные батареи заменили угольно-цинковые батареи 1800-х годов из-за к более высокой плотности энергии.
Проблемы со щелочами включают утечку гидроксида калия (видны белые перистые кристаллы). когда батарея стареет). Щелочная батарея изготовлена ​​из дешевых материалов, поэтому ее переработка нерентабельна, т.к. в результате он выбрасывается в основные отходы, что приводит к увеличение токсичных отходов на свалках.

3.a) Литий-ионные батареи (LIB)

Литиевые батареи в настоящее время являются самыми популярными батареями для мобильных устройств. (автомобили, портативные устройства) благодаря малому весу и большой плотности энергии (количество энергии, которое вы можете хранить в килограмм веса). Литиевые батареи бывают разных форм:

	Литий-железофосфат (LFeP) – 120+ ватт-часов на килограмм Примечание: значения плотности энергии для любой из этих батарей может измениться, поскольку лучшие версии батареи развитый. Слева: 20 Ач, здесь показана плоская батарея призматического типа, но ее можно выполнен в спиральной конфигурации (цилиндр). Посмотрите наше видео о пионерах инженерного дела Энди Берк рассказывает о тестировании аккумуляторов LFeP >
	Литий-кобальт-оксидная батарея (LiCoO2) – 100+ ватт-часов на килограмм, используется в мобильных устройствах. телефоны и другие небольшие устройства. Этот тип батареи используется в ноутбуках для его высокая плотность энергии, проблемы включают тепловой разгон, который может вызвать пожар. Слева: литиевая батарея со спиральной обмоткой, это от камеры Sony.
	Титанат лития (LTO) – Они более безопасны, чем другие формы литиевых батарей (менее вероятность теплового разгона). У них есть срок службы 10-20 000 циклов и 70-80 ватт-часов на килограмм (в 3 раза больше, чем у стандартного свинцово-кислотная батарея). Слева: экспериментальный модуль титаната лития 16 В в Калифорнийском университете в Дэвисе Другое: Разрабатываются новые формы литиевых батарей, однако некоторые другие общий типы включают литий-никель-кобальт-оксид алюминия, оксид лития, никеля, марганца, кобальта и литий-серные аккумуляторы.

Смотрите наше видео здесь с Тестирование литиевых батарей в лаборатории доктора Энди Берка: три типа лития Аккумуляторы:

Нанотехнологии улучшат литий-ионные аккумуляторы: Углеродные нанотрубки можно использовать в качестве катода и это позволяет реакции накопления лития на поверхности трубки, что происходит намного быстрее чем обычные реакции интеркаляции лития. Подробнее здесь >

4.) Границы инноваций в области батарей

Tesla Motors, General Electric и другие соревнуются в том, чтобы развиваться лучше и дешевле. батареи. Новые разработки аккумуляторов, такие как натрий-ион, натрий-никель-хлорид (часть бренда аккумуляторов GE Durathon) обещают заменить крупномасштабные свинцово-кислотные аккумуляторы. аккумуляторы, используемые в электросетях и локомотивах.

Чтобы аккумуляторы действительно преуспели в приложениях для электромобилей, эксперты поставили перед собой цели. что батареи должны будут выдерживать более 15 лет глубоких разрядов и быть в состоянии перезаряжается так быстро, как бензиновый топливный бак может заполниться топливом. Это трудные цели, но над ними работают сейчас. Используя нанотрубки в литиевой батарее, возможно, удастся перезарядить батарею намного быстрее, однако обеспечение более длительного жизненного цикла будет более сложной задачей. Подробнее здесь >

5.) Батареи доэлектрического возраста:

Стоит отметить, что до появления современных электрических возраст. Поскольку они не связаны с основной временной шкалой истории электротехники, мы перечислили их. здесь.

Первая батарея 248 г. до н.э.: Багдадская батарея была построена в парфянской или сасанидской период ~248 г. до н.э. – 226 г. н.э. Батарея состояла из угольного стержня в центре глиняная ваза. Стержень был окружен неизвестным электролитом (вероятно, апельсиновым или лимонным соком), потом медь, потом асфальт. Каждая батарея имела вес около 2 килограммов и производила 0,4-0,5 вольта при разомкнутых контактах. Эти батареи были очень слабыми. «Багдадская батарея» был найден в 1936 и считается подлинным многими авторитетными источниками.

Египтяне: Некоторые утверждают, что у древних египтян были батареи, подобные Багдадской батарее.

Ковчег Завета: было высказано предположение, что Ковчег Завета (золотая коробка) возможно, использовали ранние батареи для питания золотого корпуса. Тогда коробка сможет дать иллюзия магических сил, шокируя тех, кто к ней прикоснулся. Это только теория, но было бы интересное использование электричества для создания чувства благоговения и страха.

6.) ETC Видео с батареями:

Tesla Model S — аккумуляторы, кузов и подвеска >

Лаборатория аккумуляторов для гибридных автомобилей с Энди Берком >

История о аккумуляторном бизнесе GE, доктор Оливер Винн (бывший менеджер) >

В электрическом автомобиле Baker использовались свинцово-кислотные аккумуляторы Эдисона. 1901 >

Первый компьютеризированный гибридный автомобиль HTV1 (свинцово-кислотные аккумуляторы) 1978-1982 >

Похожие темы:

Тепловозы электрические	Электромобили	Фотогальваника
Конденсаторы	Полупроводниковая электроника	Еще

Статья MW

Источники:
Век телеграфа и телефона. Д. Макникол. 1915
Университет Санта-Клары
Университет Рутгерса: Документы Томаса Эдисона
Нью-Йоркский медицинский журнал, январь-июнь 1889 г.