Ekzistojnë gjithashtu bateritë e njohura cilindrike AA dhe AAA për kalkulatorë, orët dhe telekomandat. Pastaj keni bateritë e ringarkueshme litium-jon në laptopët dhe telefonat tuaj. Dhe mos harroni për baterinë e acidit plumb në makinën tuaj.
Unë jam një profesor që studioj bateritë dhe elektrokiminë. Për të kuptuar pse bateritë vijnë në madhësi dhe forma të ndryshme dhe shërbejnë për shumë qëllime shikoni në të kaluarën, se si lindën bateritë dhe si janë zhvilluar ato gjatë viteve.
Bateritë e para u bënë në vitet 1800 dhe ato ishin mjaft të thjeshta. Një nga demonstrimet e para ishte një seri disqesh metalikë të njomur në shëllirë, të cilat shkencëtari italian Alessandro Volta zbuloi se krijonin një rrymë elektrike. Bateria e parë e acidit të plumbit ishte bërë nga disa copa plumbi në një kavanoz me acid sulfurik. Versionet moderne nuk janë aq të ndryshme. Ato janë thjesht më të lehta për t'u prodhuar dhe përmbajnë aditivë të ndryshëm për të përmirësuar performancën.
Në të gjitha rastet, bateritë funksionojnë në të njëjtën mënyrë: një ndryshim tensioni midis dy elektrodave të ndryshme prodhon një rrymë elektrike, e cila mund të shkarkohet për të fuqizuar një pajisje. Bateritë e rikarikueshme më pas mund ta kthejnë këtë rrymë për të rikarikuar. Brenda baterisë, rryma elektrike shoqërohet nga rrjedha e joneve përmes një lëngu, elektrolitit.
Kalimi i çdo elektroni në rrymë shoqërohet me transportin e një joni përmes elektrolitit. Elektrodat që mund të ruajnë më shumë jone çojnë në bateri që mund të mbajnë më shumë ngarkesë dhe për këtë arsye zgjasin më gjatë me një karikim të vetëm. Elektrodat që janë krijuar për ruajtje më të shpejtë të joneve çojnë në bateri që mund të shkarkohen më shpejt, për aplikime me fuqi të lartë. Së fundi, aftësia për të karikuar dhe shkarkuar shumë herë pa u degraduar çon në bateri me jetëgjatësi të gjatë.
Bateritë plumb-acid
Bateria e acidit të plumbit ishte bateria e parë e rikarikueshme e shpikur në vitin 1859 nga Gaston Plante, i cili eksperimentoi me pllaka plumbi në një zgjidhje acidike dhe zbuloi se rrjedha dhe ruajtja e rrymës elektrike mund të ndryshonte.
Një bateri me acid plumbi duhet të jetë mjaft e madhe për të siguruar ngarkesë të mjaftueshme për të ndezur një makinë. Ai gjithashtu duhet të jetë i përdorshëm në klimat e ftohta dhe të zgjasë shumë vite. Meqenëse elektroliti është një acid gërryes, mbështjellja e jashtme duhet të jetë e fortë për të mbrojtur njerëzit dhe pjesët e makinave nga çdo dëmtim i mundshëm. Duke ditur të gjitha këto, ka kuptim që bateritë moderne të acidit të plumbit janë të bllokuara dhe të rënda.
Bateri alkaline
Nga ana tjetër, pajisjet shtëpiake si kalkulatorët dhe peshoret dixhitale mund të përballojnë përdorimin e baterive më të vogla sepse nuk kërkojnë shumë karikim. Këto janë kryesisht bateri alkaline jo të rikarikueshme që janë përdorur për dekada. Madhësitë e standardizuara të qelizave janë AAAA, AAA, AA, C dhe D, si dhe qelizat e butonave dhe monedhave dhe shumë të tjera. Madhësitë janë të lidhura me sasinë e ngarkesës që ruajnë - sa më e madhe të jetë bateria, aq më shumë mban ajo - dhe madhësive të pajisjeve që ato fuqizojnë.
Ndonjëherë, mund të gjeni bateri alkaline të shitura në forma drejtkëndore, si bateritë e zakonshme 9 volt, por hapni kutinë e jashtme dhe do të zbuloni se ato janë thjesht disa qeliza cilindrike të lidhura së bashku brenda. Bateritë cilindrike kanë ekzistuar aq gjatë dhe janë përdorur aq gjerësisht sa që thjesht nuk ka kuptim që kompanitë të prodhojnë diçka ndryshe do të kërkonte një investim për të ndryshuar objektet e tyre të prodhimit, diçka që ata nuk do të donin ta bënin.
Bateritë litium-jon
Bateritë nikel-kadmium ishin bateritë e para të rikarikueshme të përdorura gjerësisht për pajisjet elektronike shtëpiake dhe ishin të njohura deri në fund të shekullit të 20-të. Por ata kishin grackat e tyre. Kadmiumi është shumë toksik dhe bateritë vuanin nga një "efekt i kujtesës", i cili uli jetëgjatësinë e tyre.
Për shumë dekada, litiumi është studiuar për përdorim të mundshëm në bateritë e ringarkueshme për shkak të vetive të tij unike si një metal i lehtë që ruan shumë energji. Sony tregoi për herë të parë baterinë litium-jon në 1991.
Kompania prodhoi qeliza cilindrike sepse këto ishin më të lehtat për t'u prodhuar. Në vitet 1990, Sony po prodhonte shumë videokamera dhe kaseta, dhe kështu kishte shumë pajisje për prodhimin e rrotullave në rrotull. Ishte e natyrshme që kjo pajisje të ripërdorej për të prodhuar rrotulla elektrodash baterish, të cilat bëhen duke derdhur filma në fletë bakri ose alumini dhe më pas duke i rrotulluar ato në një cilindër me "roll pelte".
Shtresa e trashë e këtyre qelizave cilindrike është mekanikisht e fortë dhe për të shtuar një shtresë tjetër sigurie, ato kanë një valvul për lehtësimin e presionit. Shumë shpejt, këto qeliza të hershme litium-jon pushtuan tregun e elektronikës portative, veçanërisht për laptopët dhe celularët, sepse ruanin më shumë energji dhe zgjasin më shumë se bateritë e ringarkueshme nikel-kadmium.
Faktorët që formojnë bateritë
Bateritë prodhohen në madhësi dhe forma të caktuara për arsye kostoje dhe prodhimtarie, por në raste të tjera për shkak të proceseve të prodhimit të trashëguara. Kërkesa e tregut gjithashtu luan një rol.
Për shembull, automjetet elektrike nuk u ngritën derisa Tesla filloi të prodhonte makina duke përdorur qeliza cilindrike të baterive litium-jon në vend të qeseve drejtkëndore ose qelizave prizmatike që kanë përdorur prodhuesit e tjerë të EV. Qeskat dhe qelizat prizmatike mund të paketohen ngushtë së bashku, por për shkak se qelizat cilindrike tashmë po prodhoheshin në masë për elektronikë portative, Tesla ishte në gjendje të prodhonte EV me kosto më të ulët në vitet 2010.
Çfarë formash dhe përmasash do të marrin bateritë në të ardhmen varet jo vetëm nga sa energji ruajnë, por edhe nga ekonomia e tregut – sa e lehtë është të bësh çdo lloj qelize, sa kushton për t'i bërë ato dhe çfarë përdoren për. Dhe këta faktorë janë një përzierje e inovacionit dhe historisë.