История развития аккумуляторных батарей
Свинцовые батареи до 60-х годов нашего столетия оставались единственным источником энергии для того сравнительно небольшого количества электромобилей (в Англии, ФРГ), которым удалось выжить в конкуренции с автомобилями.
Несмотря на улучшенные более чем в два раза энергетические показатели, свинцовые батареи не удовлетворяли требованиям массового электромобиля, конкурентоспособного с автомобилем. Были предприняты беспрецедентные по масштабам усилия по созданию новых химических источников тока с высокими энергетическими, экономическими и экологическими показателями. Решение этой проблемы имело два направления: первое – приспособить какой-либо вариант топливного элемента, работы над которым достигли в это время максимальной интенсивности, и второе – создать электрический аккумулятор на одной из новых электрохимических систем с энергетическими показателями, соизмеримыми с показателями для карбюраторного двигателя. Были развёрнуты широкие исследования по натриево-серным аккумуляторам с использованием униполярной мембраны, по литий-алюминиево-железосульфидным аккумуляторам с расплавленным электролитом и по металл-кислородным аккумуляторам. Сейчас очевидно, что поставленные задачи не были полностью решены.
В технологии топливных элементов и новых электрических аккумуляторов возникли сложные проблемы, для решения которых уровни фундаментальных знаний и технологической оснащённости оказались недостаточными. В связи с этим наметилась тенденция хотя бы частичного решения проблемы путём улучшения энергетических и эксплуатационных характеристик промышленных батарей при их использовании в электромобиле. Интерес исследователей и разработчиков вновь привлекли железоникелевые и свинцово-кислотные аккумуляторы. В этом направлении успехи, основанные на лучшем понимании фундаментальных механизмов работы электрохимических систем, оказались более существенными.
Разработка металлокерамического железного электрода, возможность тонкого управления зарядом батареи, использование лёгких и прочных пластмасс для корпуса и сепаратора наряду с организацией эффективного теплоотвода от батареи – весь этот комплекс мероприятий существенно поднял шансы железоникелевых аккумуляторов для энергоснабжения электромобиля.
Значительным усовершенствованиям подвергся свинцово-кислотный аккумулятор – бессурьмяные сплавы для решёток, добавка в электролит фосфорной кислоты, применение новых расширителей и т.д. Всё это позволило использовать свинцово-кислотный аккумулятор на начальных стадиях разработки современного электромобиля. Определённые перспективы открываются с изобретением никель-водородного аккумулятора. Последний по своим ресурсным показателям примерно соответствует железо-никелевому аккумулятору и в 1,5 раза превосходит его по удельной энергии. Однако использование никель-водородного аккумулятора требует решения целого комплекса вопросов, связанных со снижением стоимости, обеспечением безопасности и др.
Сейчас ни одна из систем (кроме, пожалуй, топливного элемента) не получила окончательного «вотума недоверия» для применения на электромобиле, и попытки создать коммерческую батарею сменились детальными исследованиями более долгосрочного плана.
Комментарии
Отправить комментарий