Батареи, к бою!

В отличие от других компонентов современных компьютеров, аккумуляторные батареи эволюционируют довольно медленно.

Получившая широкое распространение литий-ионная технология аккумуляторных батарей еще не исчерпала потенциала развития и вряд ли отойдет на второй план в течение ближайших лет. В условиях миниатюризации портативных компьютеров, сотовых телефонов и плееров наиболее важным становится показатель удельной (на литр) плотности энергии аккумуляторов. Для современных моделей литий-ионных батарей она составляет примерно 300-350 Вт*ч/л и к 2000 году, как ожидается, будет доведена до 400 Вт*ч/л. Одной из возможностей увеличения удельной плотности энергии примерно на 15 процентов является использование в качестве материала катода LiNiO₂ вместо LiCoO₂. Разработки в этом направлении уже довольно давно ведет компания Sanyo Electric, но первые партии продукции появятся на рынке не раньше чем через год.

В то же время у литий-ионных батарей есть несколько существенных недостатков. Поскольку в аккумуляторах применяется жидкий электролит, существует опасность его утечки (что время от времени и случается), а толщина батарей не может быть меньше 5 мм.

Эти проблемы должны быть решены в литий-полимерных (lithium-polymer) батареях: вместо жидкого электролита в них используется гель на органической основе, а электроды выполнены в виде тонких пленок.

Эволюция аккумуляторных батарей.

В частности, компания Yuasa уже выпускает аккумуляторы на 3,5 В размером меньше кредитной карточки и толщиной 1,5 мм. Ввиду того, что технологический процесс пока не отработан, их удельная плотность энергии примерно втрое ниже, чем у обычных литий-ионных батарей, поэтому литий-полимерные источники питания пока будут использоваться в сверхпортативных и не очень мощных устройствах.

Другое перспективное направление - разработка литий-металлических (lithium-metal) аккумуляторов с катодом из металлического лития и анодом из MnO₂ или CoO₂. По сравнению с литий-ионными устройствами их теоретическая емкость примерно вдвое больше. В некоторых моделях мобильных телефонов уже используются литий-металлические батареи, но их надежность пока оставляет желать лучшего: при многократных циклах перезарядки древовидные агрегаты металлического лития, вырастающие на катоде, прорывают слой изолятора и замыкают электрическую цепь, приводя к возгоранию или разгерметизации элемента. Возможно, эту проблему позволит решить комбинированная технология литий-металлических батарей с гелевым электролитом, над которой работает компания Moltech.

Интерес представляют топливные элементы, использующие реакцию окисления водорода или природного газа, но пока эта технология непригодна для создания дешевых и компактных батарей, что отодвигает ее коммерческое применение на неопределенный срок. Тем не менее, над созданием подобных элементов усердно работает несколько крупных американских и японских компаний: Matsushita Electric, HPower, Manhattan Scientific и другие.