Технологии будущего сегодня: биполярные аккумуляторы

То, что еще совсем недавно производителями авто предлагалось, как дорогая опция, сейчас есть в большинстве машин стандартной комплектации. Климат контроль, ESP, ABS, автономные подогреватели, электроприводы стекол, сидений, зеркал. Этот перечень можно продолжать до бесконечности. И все это оборудование требует надежного электропитания. В результате появились более совершенные в техническом плане аккумуляторы автомобильные.

 

Их пластины покрываются серебром, электроды погружаются в гелеобразные электролиты, применяются другие, не менее эффективные способны увеличения ресурса, емкости, повышения надежности, устойчивости к многочисленным циклам заряда и разряда, прочих, не менее важных параметров. Существует и более кардинальный подход. Он связан с развитием технологии производства биполярных батарей. О них мы и поговорим далее.  

 

Прошло более 100 лет с тех пор, как появились первые кислотно-свинцовые аккумуляторы. Несмотря на то, что их изобретение стало настоящим прорывом, попытки усовершенствования таких батарей продолжались в течение нескольких десятилетий, не прекращаются они и по сей день. Особенно актуальны новые, более эффективные технологические решения стали после реализации масштабных проектов в области автомобилестроения на электрической тяге. Электромобили требуют более емких, мощных, долговечных батарей. И обычные кислотно-свинцовые автомобильные аккумуляторы на эту роль подходят не лучшим образом.

 

Один из вариантов решения задачи был предложен чуть более 20-ти лет назад. Это технология, предусматривающая производство традиционных батарей, но с биполярными титановыми электродами. Сегодня данное направление называют будущем электрического автомобилестроения. И не напрасно. Мало того, что метод эффективен, продукция, изготовленная по данной технологии, отличается невысокой ценой. А это очень важный фактор, ведь все, созданные доныне аккумуляторы использовать было нерационально именно из-за непомерной стоимости. По сравнению с бензином они просто не окупались за время своей эксплуатации. С момента первых заявлений об открытии до начала выпуска пробных серий электромобилей с биполярными тяговыми батареями прошло еще 15 лет. И, наконец, в 2006 году вышел первый анонс, оповещающий о том, что такое производство начато. Проект и сейчас находится на стадии доработки, тестирования. В массовой продаже такие электромобили практически не встретишь. Но прогресс не стоит на месте. И, возможно, уже через несколько месяцев или лет, мы повсеместно будем эксплуатировать такие машины. Впрочем, это не мешает нам поговорить о «биполярной» технологии прямо сейчас.

 

Для начала оценим преимущества «биполярников». Такие источники питания

позволяют решить несколько ключевых задач:

 

  • Прежде всего, за счет применения этой технологии удалось существенно снизить уровень электролита. Этот эффект достигнут, благодаря небольшой зоне локализации раствора серной кислоты и дистиллированной воды. Он не омывает электроды со всех сторон, а располагается между ними.

  • Вторым позитивным эффектом можно назвать высокую степень прочности биполярного электрода. Это дает возможность существенно увеличить объем активной массы, которая принимает участие в электрохимических процессах.

  • Наконец, увеличена площадь стенки, проводящей ток. А это значит, что внутреннее сопротивление аккумуляторасокращается прямо пропорционально.

 

А теперь о самом главном – конструкции биполярного аккумулятора. Суть технологии заключается в том, что элементы АКБ соединяются в стринг через токопроводящую стенку, и представляют собой токопроводящие перемычки, роль которых играют соединения разнополярных электродов. Таким образом, между соседними (положительными и отрицательными) электродами образуется «сэндвич».

 

Электроды в месте соединения образуют "сэндвич": сначала идет электрод одной полярности, он вплотную примыкает к токопроводящей стенке, соединяющей соседние банки, потом к этой же стенке примыкает электрод противоположной полярности из соседней банки. Так как "сэндвич" объединяет в себе электроды разной полярности, то данный объединенный электрод называется биполярным, а батарея, созданная по данной технологии – биполярной. Как правило, в качестве токопроводящих перегородок используются керамические элементы, которые включают в себя также оксиды титана. За счет этого достигается высокая степень проводимости тока, данный сплав прекрасно противостоит коррозии.  

Статьи