Shkalali batareykalar — tarixdagi eng muvaffaqiyatli iste'molchi elektr manbalaridan biridir; ular AQSHda batareyka ishlab chiqarishning taxminan 80% ni va butun dunyoda yiliga taxminan 10 milliard batareykani tashkil qiladi. Ular fonarlar, radiolar, o'yinchoqlar, fotoapparatlar, CD pleerlar, MP3 pleerlar va pagerlar kabi kundalik foydalaniladigan qurilmalarga quvvat beradi. Ularning rivojlanish tarixi bitta izdodchi o'ylab topgan narsa emas, chunki shkalali kimyo zamonaviy quruq elementli batareykalar paydo bo'lishidan ancha oldin boshqa shakllarda mavjud edi.
Nima uchun bu tarix munozarali?
Shkalali batareykalar tarixi "shkalali elektrolitdan foydalanish" tushunchasini turli odamlar mustaqil ravishda ishlab chiqqani sababli noaniqdir. Shved muhandisi Valdemar Yungner 1899-yilda qayta zaryadlanadigan shkalali kumush-kadmий batareykasini ixtiro qildi va nikel-temir hamda nikel-kadmий batareykalari bo'yicha tadqiqotlarga qatnashdi. Boshqa tomondan, Tomas Edison 1901-yilda o'zining shkalali batareykasini mustaqil ravishda ishlab chiqdi va u mustahkam, qayta zaryadlanadigan hamda amaliy quvvat manbasini yaratmoqchi edi.
Boshqacha aytganda, shkalali batareykalarning dastlabki tarixi bitta patentga yoki shaxsga tegishli emas, balki turli mintaqalarda parallel rivojlanish natijasidir.
Yungnerning tadqiqotlari shuni ko'rsatdiki, ishqoriy kimyo qayta zaryadlanadigan batareyalarni qo'llab-quvvatlashi mumkin; Edisonsning versiyasi esa yuqori quvvatli, chidamli energiya saqlash batareyalarining rivojlanishini yanada tezlashtirdi. Edisonning batareyasi kaliy gidroksid elektroliti va nikel-temir elektrodlaridan foydalangan bo'lib, u mahsulotni yetil deb e'lon qilishdan oldin turli xil materiallarni yillar davomida sinab ko'rgan. Ikkala olim ham o'z tadqiqotlarini mustaqil ravishda o'tkazganligi sababli, haqiqiy plagiat bo'yicha nizolarga sabab bo'lmagan. Oxir-oqibat, zamonaviy uy batareyalarining keng tarqalishidan avvalo ishqoriy batareya texnologiyasi allaqachon uzoq rivojlanish traektoriyasini bosib o'tgan edi.
Yungnerning 1899-yildagi tadqiqoti ishqoriy batareyalar rivojlanishining eng dastlabki bosqichini ifodalaydi. Uning ishqoriy elektrolitdan foydalangan qayta zaryadlanadigan batareyasi bir qancha avvalgi batareyalarga nisbatan ahamiyatli yutuq bo'ldi. Shuningdek, u nikel-temir va nikel-kadmий texnologiyalarining rivojlanishida ham ishtirok etgan, shu sababli batareya tarixida muhim o'rin tutadi.
Edisonning 1901-yilda ishlab chiqilgan ishqoriy batareyasi mustaqil ravishda yakunlangan bo'lib, o'sha davrda transport sohasining ehtiyojlarini qondirish maqsadida yaratilgan. Uning jamoasi elektr avtomobillarga qo'llaniladigan yengilroq va quvvatliroq batareyani yaratishni maqsad qilgan, chunki bu avtomobillar boshqa quvvat tizimlari bilan hali ham raqobatlashayotgan edi. Edisonning batareyasi keyinchalik do'konlarda sotilgan ishqoriy quruq elementli batareyalardan farq qilgan, lekin u barqaror va ko'chma quvvat muammosini hal qilishda o'xshash yo'nalishni ifodalagan. Jungner ham Edison bilan birga keyingi izdoshlar uchun texnologik asos yaratgan.
Ushbu dastlabki yutuqlardan so'ng ishqoriy batareya texnologiyasining rivojlanishi uzoq muddat to'xtab qolgan. Kimyoviy tizim mavjud bo'lsa-da, kichik, uzoq muddat ishlaydigan ko'chma quvvat manbalariga bo'lgan bozordagi talab tez rivojlanishni rag'batlantirish uchun yetarli emas edi.
Taxminan yarim asr o'tgach, 1950-yillarda vaziyat o'zgargan. Ko'chma elektronika va uy avaralarining rivojlanishi bilan yuqori samarali batareyalarga bo'lgan ehtiyoj paydo bo'lgan.
Eng muhim bozor haydovchilari — elektr chiroqlari va paydo bo'layotgan tranzistorli radiolar edi. Bu qurilmalarga barqaror, uzoq muddatli quvvat talab qilindi. An'anaviy sink-karbon batareyalar ishlashi mumkin edi, lekin ularning qisqa umr ko'rish muddati va katta quvvat iste'mol qiladigan qurilmalarda yomon ishlashi istalmagan edi. Istehsoli elektronikaning tarqalishi foydalanuvchilarga uzunroq batareya umri, barqarorroq kuchlanish va kamroq almashtirish sikllari bilan batareyalarni talab qilishga olib keldi, bu zamonaviy shkalali batareyaga yo'l ochdi.
Luis Erriyning inqilobiy yutug'i
Zamonaviy shkalali quruq element batareyasi ko'pincha kanadalik muhandis Luis Erriyga tegishli deb hisoblanadi. U Eveready kompaniyasida (Union Carbide brendi, keyinchalik Energizer kompaniyasiga aylangan) ishlagan. 1955-yilda u sink-karbon batareyalarning o'sha paytdagi qisqa umr ko'rish muddatini yaxshilash maqsadida Ohayo shtatidagi Parma shahridagi tadqiqot laboratoriyasiga yuborilgan.
Urryning asosiy kashfiyoti — qalayni manganez dioksid bilan birlashtirish va ishqoriy elektrolitdan foydalanish orqali portativ iste'molchilik elektronikasi uchun yaxshiroq mos keladigan, uzunroq xizmat qiladigan batareyalar yaratish mumkinligi edi. Keyinchalik u batareyaning ishlashini yaxshilash uchun maydalangan qalaydan foydalangan.
1957-yilda Urry Karl Kordesh va P.A. Marsal bilan birga ishqoriy batareya bo'yicha patent arizasi topshirgan, bu patent 1960-yilda berilgan.
Dastlabki Eveready ishqoriy batareyalari 1958–1959-yillarda bozorga chiqarilgan, va brend 1980-yilda rasman Energizer deb o'zgartirilgan. Dastlabki ishlab chiqarishda ba'zi ishlab chiqarish muammolari sodir bo'lsada, ular bartaraf etilgandan so'ng, batareya tezda keng tijorat muvaffaqiyatiga erishgan. Hozirda foydalanilayotgan ishqoriy batareyalar asosan Urryning dastlabki dizayniga asoslangan.
Zamonaviy qishloqqa qarshi batareyalar manfiy elektrod sifatida rux (musbat elektrod sifatida marganets dioksid) va kimyoviy reaksiyani qo'llab-quvvatlaydigan qishloqqa qarshi elektrolitdan foydalanadi. Bu tizim nisbatan uzoq muddat davomida barqaror quvvat chiqarishi mumkin bo'lganligi sababli past va o'rtacha quvvat iste'mol qiladigan qurilmalar uchun ayniqsa mos keladi.
Shuning uchun qishloqqa qarshi batareyalar masofaviy boshqaruv, o'yinchoqlar, radioapparatlar va elektr chiroqlari kabi qurilmalar uchun idealdir.
Avvalgi batareyalarga nisbatan qishloqqa qarshi batareyalar ishonchlilik, saqlash muddati va foydalanish qulayligi jihatidan sezilarli yaxshilanishlarga ega. Ular massaviy ishlab chiqarish uchun yetarlicha arzon va ko'p hollarda an'anaviy rux-karbon batareyalarga qaraganda yuqori darajadadir. Standart silindrsimon shakllari ularni standartlashtirishni osonlashtirib, iste'molchi mahsulotlarida keng qo'llash imkonini beradi. Aynan ushbu kimyoviy tizim va ishlab chiqarish jarayoni qishloqqa qarshi batareyalarni ko'p sonli uy xo'jaliklarida odatdagi bir martalik batareyaga aylantirgan.
Shkalali batareyalar narx, mavjudlik va ishlash o'rtasidagi yaxshi muvozanatni ta'minlagani uchun turli iste'molchi elektronika mahsulotlarida keng qo'llaniladi. Ular juda yuqori lahzaviy quvvatni talab qilmaydigan, lekin uzun batareya ishlash muddatini talab qiladigan qurilmalar, masalan, radioapparatlar, o'yinchoqlar, fotoapparatlar va elektr chiroqlari uchun ayniqsa mos keladi. Ularning mashhurligi, asosan, texnologik murakkablikka emas, balki amaliylikka asoslanadi.
Shkalali batareyalarning muvaffaqiyati texnologiyaning kundalik hayotga qanday moslashayotganini aks ettiradi. Portativ elektronika qurilmalari keng tarqalgan sari iste'molchilarga arzon, standartlashtirilgan va oson almashtiriladigan quvvat manbai kerak bo'ldi. Shkalali batareyalar bu ehtiyojni ko'plab avvalgi yechimlarga nisbatan yaxshiroq qondirdi. Shuning uchun, bugungi kunda qayta zaryadlanadigan texnologiyalarning doimiy rivojlanishiga qaramay, shkalali batareyalar zamonaviy uy xo'jaliklarida eng keng tarqalgan quvvat manbailaridan biri sifatida qolmoqda.
Shkalali batareyalarning tarixi ixtiro, qulay vaqtlar va bozor talabi qanday qilib birgalikda ishlashini namoyish etadi. Jungner va Edison shkalali batareyalarning g'oyasini bozor yetilgunga qadar taklif etdilar, ammo Urry 20-asrning o'rtalarida ushbu kimyoviy tizimni haqiqiy tijorat ehtiyojlariga muvaffaqiyatli moslashtirdi. Nihoyat tug'ilgan narsa faqat batareya emas, balki portativ elektronika davrining rivojlanishini rag'batlantirgan asosiy platforma edi.
Bugungi kunda shkalali batareyalar shunchalik keng tarqalganki, ular oddiy ko'rinadi, lekin ularning muvaffaqiyati aslida o'nlab yillik tajribalar va takomillashtirishlarga tayangan. Dastlabki zaryadlanadigan shkalali batareyalardan zink-manganez dioksidli quruq elementli zamonaviy batareyalarga qadar ularning rivojlanishi bitta, lahzaviy ixtirodan ko'ra doimiy takomillashtirish tarixiga o'xshaydi. Shu sababli shkalali batareyalar hozirda har kungi portativ quvvat manbalarining muhim namunasi sifatida saqlanib qolmoqda.
Portativ elektronika davrini quvvatlantirgan Lyuis Arrining yutug‘i — Jungner va Edisonsning dastlabki ixtirolaridan boshlab shkalali batareykalar tarixiga qisqacha kirish.
EN
