Эра литий-ионных аккумуляторов
Вы еще помните телефоны с кудрявым проводом, сигнал которого громко раздавался по всем комнатам? Сейчас их почти нигде не увидишь. А некоторые и вовсе хранятся в музеях. Сегодня мы можем носить телефон в кармане и заряжать раз в 1–2 дня. И не только его – наши ноутбуки тоже стали портативными. Да чего уж там, по крупным городам ездят электромобили и электробусы. Весь этот (уже привычный) футуризм стал возможен благодаря аккумуляторам – мобильным химическим источникам тока, проще говоря, батарейкам.
Батарейки накапливают энергию в химической форме, а когда требуется, отдают ее в виде электроэнергии. Эти замечательные устройства, большие и малые, не имея видимых движущихся узлов, «проталкивают» электроны по замкнутому контуру. Ежегодно аккумуляторы совершенствуются, а научные коллективы по всему миру неустанно трудятся над тем, чтобы повысить емкость, надежность, безопасность и экологичность батареек и одновременно уменьшить их размер, вес и цену.
Пожалуй, самыми распространенными в обычной жизни химическими источниками тока стали литий-ионные аккумуляторы. Сегодня они обеспечивают энергией смартфоны, ноутбуки, мелкую бытовую технику, электросамокаты и велосипеды, а также электромобили.
От других видов аккумуляторов их отличает то, что они генерируют энергию благодаря чрезвычайно низкой электроотрицательности лития. То есть литий так легко расстается с электронами, что готов вступить в реакцию с очень многими химическими соединениями. Кроме того, литий – один из самых легких химических элементов с очень легким ядром в центре атома. Поэтому литиевые батареи хранят огромный запас химической потенциальной энергии в очень легкой упаковке. Казалось бы, идеальные характеристики для создания портативных источников энергии. Однако не все так просто, дешево и безопасно, как кажется на первый взгляд…