Сылдыз батарейкалар тарыхта эң ийгиликтүү тұрмушалык энергия булагынын бири болуп саналат, алар Америка Кошмо Штаттарында батарейкалардын чыгарылышынын жакында 80%ин жана дүйнө жүзүндө жылына жакында 10 миллиард батарейка чыгарылышын түзөт. Алар күнделіктүү колдонууга арналган куралдарды — фонариктерди, радиолорду, оюнчулуктарды, фотоаппараттарды, CD ойноочуларды, MP3 ойноочуларды жана пейджерлерди башкарат. Алардын өнүгүш тарыхы бир гана изобретательдин тарыхы эмес, анткени сылдыз химиясы заманбап кургак чана батарейкалардын пайда болушунан көп мурун башка формаларда болгон.
Бул тарых неге контроверстуу?
Щелочтук батарейкалардын тарыхы контроверстуу, анткени «щелочтук электролит колдонуу» деген түшүнүк ар кандай адамдар тарабынан айрым-айрым иштелип чыгылган. Швед инженери Вальдемар Юнгнер 1899-жылы кайрадан заряддалуучу щелочтук күмүш-кадмий батарейкасын ойлоп тапкан жана никель-темир жана никель-кадмий батарейкалары боюнча изилдөөлөрдүн ичинде болгон. Ошол эле учурда Томас Эдисон 1901-жылы өзүнүн щелочтук батарейкасын өз алдынча иштеп чыгып, туруктуу, кайрадан заряддалуучу жана практикалык энергия булагын түзүүгө үмүт кылган.
Башкача айтканда, щелочтук батарейкалардын башталгыч тарыхы бир гана патентке же бир гана адамга тиешелүү эмес, бирок ар кандай региондордо параллель өнүгүштүн натыйжасы болгон.
Юнгнердин изилдөөлөрү салыштырмалуу токтун кайрадан жүктөлүшүн камсыз кылган щелочтуу химиялык составдын мүмкүнчүлүгүн көрсөттү; Эдисондун версиясы жогорку чыгымдуу, туруктуу энергияны сактоо үчүн батарейкалардын өнүгүшүн ары татаалап берди. Эдисондун батарейкасы калий гидроксиди электролити жана никель-темир электроддорун колдонгон, ал өнүгүштүн жетилгендигине ишенип калганга чейин ар түрлүү материалдарды сыноо үчүн жылдар бою убакыт чыгарат. Эки изилдөөчү да өз алдынча изилдөөлөрүн жүргүзгөндүктөн, плагиат боюнча чыр-тартыш болгон эмес. Акыркы натыйжада щелочтуу батарейка технологиясы заманбап үй-бүлөлүк батарейкалардын кеңири таралышына чейин узун өнүгүш траекториясын түзүп баштаган.
Юнгнердин 1899-жылдагы изилдөөлөрү щелочтуу батарейкалардын өнүгүшүнүн эң баштапкы этапын билдирет. Алкалдык электролитти колдонгон анын кайрадан жүктөлүшү мүмкүн батарейкасы башка батарейкаларга салыштырмалуу маанилүү өнүкүш болгон. Ал ошондой эле никель-темир жана никель-кадмий технологияларынын өнүгүшүнө катышкан, андыктан батарейкалардын тарыхында маанилүү орун ээлейт.
Эдисондун 1901-жылы иштеп чыккан селективдүү аккумулятору өз алдынча иштелип чыккан жана ошол доордогу транспорт секторунун талаптарын канааттандыруу максатын көздөгөн. Анын командасы электр транспортуна колдонуу үчүн жеңил, бирок күчтүүрөк аккумуляторду иштеп чыгууга умтулган, анткени ошол учурда электр транспорту башка энергия системалары менен күрөшүп турган. Эдисондун аккумулятору кийинчерэки дүкөндөрдө сатылган селективдүү кургак элементтерден айырмаланган, бирок туруктуу, ташыма мүмкүнчүлүгү бар энергия чыгарууну камсыз кылуу маселесин чечүүгө багытталган окшош багытты көрсөткөн. Жунгнер менен Эдисон бирге кийинки изобреторлор үчүн технологиялык негизди түзгөн.
Узак мөөнөттүү тынчтык доору
Бул баштапкы жетишкендиктерден кийин селективдүү аккумуляторлордун технологиясы узак мөөнөткө токтоп калган. Химиялык система болгону менен, кичине, узак мөөнөткө сакталуучу ташыма энергия чыгаруучуларга рыноктун талабы тез өнүгүүнү түзүү үчүн жетиштүү эмес болгон.
Жакында жарым гасырдан кийин, 1950-жылдары, абал өзгөрдү. Ташыма электрондук техника жана үй-бүлөлүк техниканын өнүгүшү менен жакшыраак иштеген аккумуляторлорго талап көтөрүлгөн.
Эң маанилүү рыноктук жетектегичтер — фонариктер жана пайда болуп жаткан транзисторлук радиолар болгон. Бул куралдар туруктуу, узак мөөнөттүү кубатты талап кылган. Ал эми традициондук цинк-карбон батарейкалар иштей алганы менен, алардын кыска мөөнөттүүлүгү жана кубаттуу куралдарда жаман иштешүүсү тилекке каршы болгон. Тұрмуштук электроникалык куралдардын кеңири таралышы колдонуучуларга батарейкалардын иштөө мөөнөтүн узартуу, кубат көрсөткүчүн туруктуу сактоо жана алмаштыруу циклдерин азайтуу талабын туудурган, бул заманбап щелочтук батарейкалардын пайда болушуна жол ачкан.
Льюис Урринин чоң жетишкендиги
Заманбап щелочтук кургак батарейкалык элементти көпчүлүк жолу канадалык инженер Льюис Урриге байгы берет. Ал Эвериди (Юнион Карбайд подразделениясынын брендиси, андан соң Энергайзерге өнүктүрүлгөн) компаниясында иштеген. 1955-жылы ал цинк-карбон батарейкалардын ошондой кыска мөөнөттүүлүгүн жакшыртуу үчүн Огайо штатындагы Парма шаарындагы изилдөө лабораториясына жөнөтүлгөн.
Урридын негизги ачылышы — цинкти манган диоксиди менен бириктирип, салттуу электролит ортосун колдонуу аркылуу портативдүү тұрмушалык электрондук техника үчүн жакшылап жасалган, узун өмүрлүү аккумуляторлорду чыгаруу болгон. Ал кийинки этапта цинктиң тозоң түрүн колдонуу аркылуу аккумулятордун иштешин тагын да жакшырткан.
1957-жылы Урри, Карл Кордеш жана П.А. Марсал алкалдык аккумулятор үчүн патенттик өтүнүч берген, ал 1960-жылы берилген.
Биринчи «Эвериди» алкалдык аккумуляторлор 1958–1959-жылдары рынокко чыгарылган, ал эми бренд 1980-жылы расмий түрдө «Энергайзер» деп аталган. Баштапкы өндүрүштө кандайдыр бир техникалык кыйынчылыктарга учраган болсо да, аларды чечип чыккан соң аккумулятор тез гана ийгиликтүү коммерциялык натыйжа алган. Бүгүнкү күндө колдонулуп жаткан алкалдык аккумуляторлор негизинен Урридын баштапкы дизайндын негизинде турат.
Модерн салыштырмалуу щелочтук батарейкалар терис электрод катары цинкти (оң электрод катары марганец диоксидин) жана химиялык реакцияны колдоп турган щелочтук электролитти колдонот. Бул система салыштырмалуу узак мөөнөткө тургузулган күчтүүлүгү төмөн-орточо чыгымдын түзүлүштөрү үчүн айрыкча ыңгайлуу, анткени ал салыштырмалуу узак мөөнөткө тургузулган күчтүүлүгүн туруктуу чыгарат.
Ошондуктан щелочтук батарейкалар дистанциялык башкаруу приборлору, оюнчуктар, радиолор жана фонариктер сыяктуу түзүлүштөр үчүн идеалдуу.
Элекке батарейкаларга салыштырғанда, щелочтук батарейкалар надеждүүлүк, сактоо мөөнөтү жана колдонууга ыңгайлуулугунда маанилүү жакшыртууларды камтыйт. Алар массалык өндүрүшкө жетиштүүлүгүнө жетишкендей арзан, жана көптөгөн күндөлүк шарттарда традициялык цинк-карбон батарейкаларына караганда жогору сапатта. Алардын стандартталган цилиндрик формасы да аларды стандартизациялоону жана тұрмуштук товарамдарда кеңири колдонууну жеңил кылат. Дал ошол химиялык система менен өндүрүш процессинин бирикмеси щелочтук батарейкаларды көптөгөн үй-бүлөлөрдө негизги бир жолку батарейка кылып кылган.
Щелочтук батарейкалар баасы, жеткизилүүсү жана иштешүүсүнүн ортосундагы жакшы балансын камсыз кылгандыктан, ар түрлүү тұрмушалык электрондук тауарларда кеңири колдонулат. Алар радиолорго, оюнчуктарга, фотоаппараттарга жана фонариктерге подобдуу чоң күчтүү ток талап кылбаган, бирок узак мөөнөткө аккумулятордун иштешүүсүн талап кылган куралдар үчүн айрыкча ыңгайлуу. Алардын популярдуулугу технологиялык жетилгендиктен гөрө, практикалык жактан пайда болгон.
Щелочтук батарейкалардын ийгилиги технологиянын күндөлүк өмүргө үйрөнүшүн көрсөтөт. Көчмө электрондук куралдар кеңири таралган сайын, түрмүштүк колдонуучулар арзан, стандартташтырылган жана оңой алмаштырууга мүмкүнчүлүк берген энергия булагын талап кылышты. Щелочтук батарейкалар бул талапты башка эрте чечимдерге салыштырғанда жакшыраак канаттанды. Ошондуктан, бүгүнкү күндө аккумуляторлордун кайрадан заряддалуучу технологиялары үзгүлтүсүз өнүгүп жатса да, щелочтук батарейкалар заманбап үй-бүлөлөрдө эң кеңири таралган энергия булактарынын бири болуп калды.
Щелочтук батарейкалардын тарыхы изобретение, удачалуу учурлар жана рыноктун талабы бирге иштей алганын көрсөтөт. Жунгнер менен Эдисон рынок толук өнүкпөй турганда щелочтук батарейкалардын концепциясын ойлоп тапкан, ал эми Урри 20-кылымдын ортасында бул химиялык системаны чыныгы коммерциялык талаптар менен ийгиликтүү бириктирген. Акыркысында пайда болгон негизинен батарейка гана эмес, балкы портативдик электроника доорунун өнүгүшүн тездеткен негизги платформа болгон.
Бүгүнкү күндө щелочтук батарейкалар нааразылыктын айланасында таралган, бирок алардын ийгилиги фактически он жылдар бою эксперименттер жана жакшыртуулардын негизинде турат. Баштапкы щелочтук аккумуляторлордон баштап, заманбап цинк-марганец диоксиди сухой элемент батарейкаларына чейин, алардын өнүгүшү бирден пайда болгон изобретациядан гөрө үзгүлтүз жакшыртуулардын тарыхына окшойт. Бул щелочтук батарейкалардын күн сайын колдонулган портативдик энергия булагынын маанилүү өкүлү болуп калышын түшүндүрөт.
Литий-иондук батареялардын кыскача тарыхы: Жунгнер жана Эдисондун баштапкы изобретенияларынан баштап, Льюис Урринын портативдик электроника доорунун негизин түзгөн чоң иштигишке чейин.
EN
