Истоки свинцово-кислотных АКБ и этапы их усовершенствования

Аккумулирующий эффект, открытый 110 лет назад Г. Риттером, сегодня используется повсеместно – в автомобилестроении, электротехнике и других отраслях. Это, по сути, один из самых важных этапов технической эволюции, позволивший выйти на принципиально новый уровень  науке и технике.

Как это было? 

Известно, что первый в истории прототип аккумулятора был изготовлен в 1802 году малоизвестным в то время ученым Г. Риттером. Для того чтобы добиться аккумулирующего эффекта, он опустил в серную кислоту две пластины, изготовленные из меди, и соединил их с гальванической батареей. Заряжая их, стало возможным использования такого источника в качестве кратковременного устройства для электропитания. 

Последователем Риттера стал Вильгельм Зинстеден, служивший военным врачом, и страстно увлекающийся электротехникой. Именно благодаря его усилиям свет увидел настоящий аккумулятор свинцово-кислотного типа. Продолжая опыты, начатые Риттером, Зинстеден сделал собственное открытие: ток, пропущенный через свинцовые пластины, находящиеся в растворе кислоты и воды, вызывает образование двуокиси свинца PbO2 на поверхности положительного электрода. При коротком замыкании этого элемента и закрытии доступа к нему постоянного тока, положительно заряженная пластика начинала отдавать электричество, иссякающее по мере растворения двуокиси в серной кислоте.  

Полноценным изобретателем свинцово-кислотной аккумуляторной батареи можно по праву считать француза Гастона Планте, который в 1859 году смог построить первый опытный образец аккумулятора, собрав его в корпусе. Это была батарея, состоящая из 2 свинцовых электродов, навитых на цилиндр из дерева. В качестве сепаратора использовалась ткань, а вся конструкция помещалась в емкость с раствором кислоты и воды. Уже за несколько часов заряда такой аккумулятор мог отдавать достаточно сильный ток, хотя и делать это весьма непродолжительное время за счет невысокой емкости.

Увеличить емкостные характеристики удалось за счет специальной подготовки поверхности пластин из свинца путем придания им пористой структуры – формовки и, соответственно, увеличения объема окиси свинца. Настоящим прорывом в эволюции аккумуляторной батареи можно считать изобретение динамо-машины или прототипа генератора. За счет этого устройства аккумуляторы можно было просто и быстро заряжать, что послужило мощным импульсом для их широкого распространения. 

Следующей вехой в развитии аккумуляторного дела стал 1882 год, когда Камилл Фор модернизировал технологию производства источников питания. Им было предложено использовать сурик для покрытия каждого электрода, что позволило добиться эффекта большого скопления выделяющихся газов на пластинах за счет создания их пористой структуры. Эстафету аккумуляторной эволюции после этого принял известнейший ученый Томас Эдисон, приспособивший батареи для эксплуатации на транспорте. Благодаря нему, были разработаны железно-никелевые источники питания в деревянных корпусах и другие системы.

Интересный факт!

Примечательно, что изначально электрооборудование автомобилей питалось от батарей на 6 в, а 13-вольтовые автомобильные аккумуляторы появились гораздо позже – только в середине прошлого века.