Батареи и аккумуляторы. Их типы, размеры и перспективы развития в будущем

Батареи отличаются  по типу химических реакций, происходящих внутри них, а также по размеру и форме:

Батарейки щелочного типа (тип АА, ААА, С, D): это наиболее распространенный тип батареек, который используется во многих устройствах, таких как фонари, игрушки, радиоприемники и т.д. Они имеют высокую емкость и могут работать длительное время.

Батарейки литиевого типа (тип CR2032, CR2016): они используются в часах, пультах дистанционного управления и других небольших устройствах. Они обладают более высокой плотностью энергии, чем щелочные батарейки, и имеют длительный срок службы.

Батарейки цинкового типа (тип R6P, R03P): они используются в устройствах с низким потреблением энергии, таких как часы, пульты дистанционного управления и игрушки. Они обладают низкой емкостью и могут быстро разрядиться.

Батарейки никель-металл-гидридного типа (тип АА, ААА): они используются во многих электронных устройствах, таких как фотоаппараты, мобильные телефоны и ноутбуки. Они имеют высокую емкость и долгий срок службы.

Батарейки свинцово-кислотного типа (тип R6): они используются в автомобильных аккумуляторах и других больших устройствах. Они имеют высокую емкость и способны выдерживать большие токи, но могут быть опасны для окружающей среды, поэтому их необходимо правильно утилизировать.

Обслуживание батареек

Во многом зависит от их типа. Мы дадим общие рекомендации:

• Хранение: Если вы не собираетесь использовать батарейки в ближайшее время, необходимо их хранить в сухом и прохладном месте. Это поможет сохранить заряд батарейки и предотвратить утечку электролита.
• Утилизация: Использованные батарейки необходимо утилизировать в соответствии с местными правилами и рекомендациями производителя. Батарейки не следует выбрасывать вместе с обычным мусором, так как они могут содержать вредные вещества.
• Проверка заряда: Если батарейка не используется длительное время, ее заряд может снизиться. Перед использованием стоит проверить заряд батарейки при помощи мультиметра или другого устройства.
• Замена: Если батарейка не работает должным образом или значительно потеряла заряд, ее необходимо заменить на новую.
• Зарядка: Если речь идет о перезаряжаемых батарейках, их необходимо заряжать только при помощи зарядного устройства, которое рекомендовано производителем. Не рекомендуется заряжать батарейки в условиях повышенной температуры или на открытом огне.

Подробнее как обслуживать каждый тип аккумуляторных батарей здесь 

Перспективы развития батарей

В будущем, современные батареи могут быть заменены более продвинутыми и эффективными технологиями хранения энергии. Некоторые из таких технологий включают:

Батареи на основе литиевых полимеров (LiPo).

Это литий-ионные батареи, использующие полимерные электролиты вместо жидких. Они более гибкие и тонкие, поэтому отлично вписываются в форм-фактор портативных устройств: смартфонов, ноутбуков, планшетов. Несмотря на свою компактность они способны хранить на единицу массы больше энергии, чем прочие типы батарей, и быстрее передавать её при высоком уровне потребления.

Из минусов LiPo батарей можно назвать стоимость производства, короткий срок службы, риск перегрева или даже взрыва при неправильной эксплуатации.

Батареи на основе твердых тел (Solid-State Batteries).

Используют твёрдые электролиты вместо жидких, поэтому облают высокой стойкостью к перегреву и взрывам, хранят больше энергии на единицу массы, быстрее заряжаются и дольше сохраняют заряд. Всё это делает их идеальными для использования в электромобилях и других видах транспорта.

К недостаткам твердотельных батарей можно отнести высокую стоимость производствах, меньшую ёмкость и скорость разряда.

Батареи на основе графена (Graphene Batteries).

Это новый тип батарей, использующих графен в качестве активного материала. Он отличается высокой электропроводностью, механической прочностью и химической стабильностью, что фактически означает в 2-3 раза выше ёмкость, молниеносную скорость заряда, экологическую чистоту и безопасность. Графен не содержит токсичных веществ, поэтому с утилизацией и переработкой нет никаких проблем.

Несмотря на все преимущества, такой тип батарей открыт относительно недавно, поэтому нуждается в дополнительных испытаниях, чтобы подтвердить свою эффективность и безопасность.

Батареи на основе металлов в жидком состоянии (Metal Liquid Batteries).

Используют металлы в жидком состоянии в качестве активного материала и работают на основе химический реакции между двумя металлическими жидкостями и электролитом. При заряде батареи одна из этих жидкостей окисляется, а другая восстанавливается. При разряде происходит обратная реакция, что приводит к генерации электроэнергии.

К основным преимуществам этих батарей можно отнести длительный срок службы, 10 000 циклов перезаряда и способность хранить больше энергии на единицу массы, чем традиционные типы батарей.

Из минусов можно назвать высокую стоимость производства, проблемы с охлаждением, необходимость в специальном оборудовании для хранения и эксплуатации, поэтому в настоящее время батареи на основе жидких металлов используют в промышленной и научной сфере, например, для хранения энергии из возобновляемых источников.