참신함은 에너지 소비 측면에서 리튬 이온 배터리를 3 배 능가하고 동시에 비용은 절반으로 줄 것을 약속합니다.

이제 방송 중- 아연 배터리일회용 요소의 형태로만 생산되거나 수동으로 즉, 카트리지를 교체하여 "재충전 가능"합니다. 그건 그렇고, 이러한 유형의 배터리는 휘발성 물질을 포함하지 않아 발화할 수 없기 때문에 리튬 이온보다 안전합니다.

네트워크에서 충전식 옵션, 즉 배터리를 생성하는 데 있어 가장 큰 장애물은 장치의 급속한 성능 저하입니다. 전해질이 비활성화되고 산화 환원 반응이 느려지고 몇 번의 재충전 주기 후에 완전히 중지됩니다.

왜 이런 일이 발생하는지 이해하려면 먼저 에어아연 요소의 작동 원리를 설명해야 합니다. 배터리는 공기 및 아연 전극과 전해질로 구성됩니다. 방전 중에 외부에서 들어오는 공기는 촉매의 도움 없이 전해액 수용액에서 수산기 이온(OH-)을 형성합니다.

그들은 아연 전극을 산화시킵니다. 이 반응 동안 전자가 방출되어 전류를 형성합니다. 배터리 충전 중에는 프로세스가 반대 방향으로 진행됩니다. 공기 전극에서 산소가 생성됩니다.

이전에는 2차 전지 작동 중에 수성 전해액이 단순히 건조되거나 공기 전극의 기공에 너무 깊숙이 침투하는 경우가 많았습니다. 또한, 석출된 아연이 고르지 않게 분포되어 분지형 구조를 형성하여 전극간 ​​단락이 발생하기 시작하였다.

참신함에는 이러한 단점이 없습니다. 특수 겔화 및 수렴 첨가제는 아연 전극의 수분과 모양을 제어합니다. 또한 과학자들은 요소의 성능을 크게 향상시키는 새로운 촉매를 제안했습니다.

지금까지 시제품의 최고 성능은 수백 번의 재충전 주기를 초과하지 않습니다(ReVolt의 사진).

ReVolt CEO James McDougall은 현재 프로토타입과 달리 첫 번째 제품이 최대 200회 재충전될 것이며 곧 300-500 사이클에 도달할 수 있을 것이라고 믿습니다. 이 표시기를 사용하면 예를 들어 다음과 같은 요소를 사용할 수 있습니다. 휴대폰또는 노트북.

새로운 배터리의 프로토타입은 노르웨이 연구 재단 SINTEF에서 개발되었으며 ReVolt는 제품을 상용화하고 있습니다(ReVolt 그림).

ReVolt는 전기 자동차용 아연 공기 배터리도 개발하고 있습니다. 이러한 제품은 연료 전지와 유사합니다. 아연 현탁액은 액체 전극의 역할을 하는 반면 공기 전극은 튜브 시스템으로 구성됩니다.

전기는 튜브를 통해 서스펜션을 펌핑하여 생성됩니다. 생성된 산화아연은 ​​다른 구획에 저장됩니다. 재충전되면 동일한 경로를 거치며 산화물은 다시 아연으로 바뀝니다.

이러한 배터리는 액체 전극의 부피가 공기 전극의 부피보다 훨씬 클 수 있기 때문에 더 많은 전기를 생산할 수 있습니다. McDougall은 이러한 유형의 셀이 2000번에서 10000번 사이에 재충전될 수 있다고 믿고 있습니다.

전기화학적 에너지 저장 기술은 빠르게 발전하고 있습니다. NantEnergy는 저렴한 아연 공기 에너지 저장 배터리를 제공합니다.

캘리포니아 억만장자 Patrick Soon-Shiong이 이끄는 NantEnergy는 리튬 이온 배터리보다 훨씬 저렴한 아연-공기 배터리를 공개했습니다.

아연 공기 에너지 축전지

"수백 개의 특허로 보호되는" 배터리는 에너지 부문의 에너지 저장 시스템에 사용하기 위한 것입니다. NantEnergy에 따르면 비용은 킬로와트시당 100달러 미만입니다.

공기아연전지의 장치는 간단하다. 충전 시 전기는 산화아연을 아연과 산소로 변환합니다. 셀의 방전 단계에서 아연은 공기에 의해 산화됩니다. 플라스틱 케이스에 들어 있는 배터리 하나는 서류가방보다 크지 않습니다.

아연은 희소금속이 아니며 리튬이온 배터리에서 논의된 자원 제약은 아연-공기 배터리의 영향을 받지 않습니다. 또한 후자는 환경에 유해한 요소를 거의 포함하지 않으며 아연은 재활용을 위해 매우 쉽게 재활용됩니다.

NantEnergy 장치는 프로토타입이 아니라 지난 6년 동안 "수천 개의 다른 장소에서" 테스트된 생산 모델이라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 이 배터리는 "아시아와 아프리카의 200,000명 이상의 사람들에게 전력을 공급했으며 1000개 이상의 타워에서 사용되었습니다. 셀룰러 통신세계적인".

에너지 저장 시스템의 이러한 저렴한 비용은 "전력망을 24시간 내내 작동하는 완전한 무탄소 시스템으로 전환"할 수 있게 합니다. 즉, 전적으로 재생 가능 에너지원을 기반으로 합니다.

아연 공기 배터리는 새로운 것이 아니며 19세기에 발명되었으며 지난 세기의 30년대부터 널리 사용되었습니다. 이러한 전원의 주요 적용 분야는 보청기, 휴대용 라디오 방송국, 사진 장비입니다. 아연의 화학적 특성으로 인한 특정 과학적 및 기술적 문제는 충전식 배터리를 만드는 것입니다. 분명히이 문제는 오늘날 대부분 극복되었습니다. NantEnergy는 배터리가 성능 저하 없이 1,000회 이상 충전 및 방전을 반복할 수 있음을 달성했습니다.

회사에서 지정한 다른 매개변수 중에는 72시간의 자율성과 20년의 시스템 수명이 있습니다.

물론 사이클 수 및 기타 특성에 대해 명확히 해야 할 질문이 있습니다. 그러나 일부 에너지 저장 전문가는 이 기술을 믿습니다. 지난 12월 GTM 조사에서 응답자의 8%가 에너지 저장 시스템에서 리튬 이온을 대체할 수 있는 기술로 아연 배터리를 꼽았습니다.

앞서 일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)는 자신의 회사에서 생산하는 리튬이온셀(셀) 가격이 올해 100달러/kWh 이하로 떨어질 수 있다고 보고한 바 있다.

우리는 종종 저렴한 에너지 저장 기술의 부족으로 인해 태양광 및 풍력 에너지와 같은 가변 재생 에너지원의 확산이 둔화(느려질 것임)된다는 말을 듣습니다.

물론 이것은 사실이 아닙니다. 에너지 저장 장치는 전력 시스템의 민첩성(유연성)을 높이는 도구 중 하나일 뿐 유일한 도구는 아니기 때문입니다. 또한 보시다시피 전기화학적 에너지 저장 기술은 빠른 속도로 발전하고 있습니다. 출판

이 주제에 대해 궁금한 점이 있으면 전문가와 프로젝트 독자에게 질문하십시오.

보청기의 전원으로 공기아연전지를 사용하는 사람들이 나날이 증가하고 있습니다. 이 배터리는 환경 친화적이며 용량 증가로 인해 다른 유형의 배터리보다 훨씬 오래 지속됩니다. 그러나 사용되는 요소의 정확한 서비스 수명을 지정하기는 어렵고 여러 요인에 따라 다릅니다. 안에 특정 순간사용자는 질문과 불만이 있습니다.<Радуга Звуков>매우 중요한 질문에 대한 철저한 답변을 제공하려고 노력할 것입니다. 그렇다면 배터리 수명은 무엇에 달려 있습니까?

장점...

수년 동안 산화수은 배터리는 보청기의 주요 전력원이었습니다. 그러나 90년대 중반. 그들이 완전히 구식이라는 것이 분명해졌습니다. 첫째, 그들은 극도로 유해한 물질인 수은을 함유하고 있었습니다. 둘째, 디지털 SA가 등장하여 시장을 빠르게 장악하기 시작했으며 근본적으로 다른 배터리 특성 요구 사항을 제시했습니다.

수은 산화물 기술은 공기 아연 기술로 대체되었습니다. 화학 전지의 구성 요소(음극) 중 하나가 특수한 구멍을 통해 들어오는 주변 공기 산소를 사용한다는 점에서 독특합니다. 지금까지 음극 역할을 하던 수은이나 산화은을 배터리 케이스에서 제거하여 아연 분말을 위한 더 많은 공간을 확보했습니다. 따라서 아연-공기 배터리는 서로 비교할 때 더 에너지 집약적입니다. 다른 유형같은 크기의 배터리. 이 독창적인 솔루션을 사용하면 용량이 오늘날 소형 SA의 작은 부피에 의해 제한되는 한 아연-공기 배터리는 타의 추종을 불허할 것입니다.

배터리의 양극에는 공기가 들어가는 하나 이상의 구멍(크기에 따라 다름)이 있습니다. 전류가 생성되는 동안 화학 반응은 매우 빠르게 진행되며 배터리를 로드하지 않아도 2~3개월 이내에 완전히 완료됩니다. 따라서 제조 공정 중에 이러한 구멍은 보호 필름으로 덮여 있습니다.

작업을 준비하려면 스티커를 제거하고 활성 물질이 산소로 포화될 때까지 시간을 두어야 합니다(3~5분). 개봉 직후 배터리를 사용하기 시작하면 물질의 표면층에서만 활성화되어 서비스 수명에 큰 영향을 미칩니다.

배터리의 크기는 중요한 역할을 합니다. 크기가 클수록 활성 물질이 더 많이 저장되므로 더 많은 에너지가 축적됩니다. 따라서 675 사이즈 배터리가 가장 용량이 크고 5 사이즈 배터리가 가장 작습니다. 배터리 용량도 제조업체에 따라 다릅니다. 예를 들어 크기가 675인 배터리의 경우 440mAh에서 460mAh까지 다양할 수 있습니다.

및 기능

첫째, 배터리에 의해 공급되는 전압은 사용 기간, 보다 구체적으로 방전된 정도에 따라 달라집니다. 새로운 공기 아연 배터리는 최대 1.4볼트까지 공급할 수 있지만 짧은 시간 동안만 공급할 수 있습니다. 그런 다음 전압이 1.25V로 떨어지고 오랫동안 유지됩니다. 그리고 배터리 수명이 다하면 전압이 1V 미만으로 급격히 떨어집니다.

둘째, 공기 아연 배터리는 주변이 따뜻할수록 더 잘 작동합니다. 이 경우 물론 이러한 유형의 배터리에 설정된 최대 온도를 초과해서는 안됩니다. 이는 모든 배터리에 적용됩니다. 그러나 아연-공기 배터리의 특징은 성능도 공기의 습도에 따라 달라진다는 것입니다. 그것에서 발생하는 화학 공정은 일정량의 수분의 존재에 달려 있습니다. 간단히 말해서, 더 덥고 습할수록 더 좋습니다(CA 배터리에만 적용됩니다!). 그리고 습도가 청각 시스템의 다른 구성 요소에 부정적인 영향을 미친다는 사실은 또 다른 문제입니다.

제삼, 내부 저항배터리는 온도, 습도, 작동 시간 및 제조업체에서 사용하는 기술 등 여러 요인에 따라 달라집니다. 온도와 습도가 높을수록 임피던스가 낮아져 청각 시스템의 기능에 유익한 영향을 미칩니다. 새로운 675번째 배터리의 내부 저항은 1-2옴입니다. 그러나 서비스 수명이 끝나면 이 값은 10옴까지, 13번째 배터리의 경우 최대 20옴까지 증가할 수 있습니다. 제조업체에 따라 이 값이 크게 다를 수 있으므로 데이터 시트에 지정된 최대 전력이 필요할 때 문제가 발생합니다.

임계 전류 소비를 초과하면 배터리가 복구될 수 있도록 최종 단계 또는 전체 청각 시스템이 꺼집니다. 후라면<дыхательной паузы>배터리가 다시 작동하기에 충분한 양의 전류를 공급하기 시작하면 SA가 다시 켜집니다. 많은 청각 시스템에서 다시 시작하면 배터리 전압 부족을 경고하는 것과 동일한 가청 신호가 수반됩니다. 즉, 높은 전류 소모로 인해 SA가 꺼지는 상황에서, 재활성화배터리가 새 것이어도 알람이 울립니다. 이 상황은 일반적으로 보청기가 매우 높은 입력 SPL을 수신하고 보청기가 최대 전력으로 설정될 때 발생합니다.

서비스 수명에 영향을 미치는 요인

배터리가 직면한 주요 작업 중 하나는 배터리 수명 동안 일정한 전류 공급을 제공하는 것입니다.

배터리 수명은 주로 사용하는 CA 유형에 따라 결정됩니다. 일반적으로 아날로그 장치는 디지털 장치보다 더 많은 전류를 소비하고 강력한 장치는 저전력 장치보다 더 많이 소비합니다. 중간 전력 장치의 일반적인 전류 소비 값은 0.8 ~ 1.5mA이고 고전력 및 중장비 장치의 경우 2 ~ 8mA입니다.

디지털 HA는 일반적으로 동일한 전력의 아날로그 HA보다 더 경제적입니다. 그러나 그들은 한 가지 단점이 있습니다. 프로그램을 전환하거나 복잡한 신호 처리 기능 (소음 억제, 음성 인식 등)을 자동으로 작동하는 순간 이러한 장치는 다음보다 훨씬 더 많은 전류를 소비합니다. 일반 모드. 에너지 요구 사항은 디지털 회로가 현재 수행하는 신호 처리 기능과 환자의 청력 손실 교정에 다른 입력 SPL에 대해 다른 증폭이 필요한지 여부에 따라 증가하거나 감소할 수 있습니다.

주변 음향 상황도 배터리 수명에 영향을 미칩니다. 조용한 환경에서 음향 신호 레벨은 일반적으로 낮습니다(약 30-40dB). 이 경우 SA에 들어가는 신호도 작습니다. 지하철, 기차, 직장 또는 시끄러운 거리와 같은 시끄러운 환경에서 음향 신호 레벨은 90dB 이상(착암기는 약 110dB)에 도달할 수 있습니다. 이로 인해 SA의 출력 신호 레벨이 증가하고 그에 따라 소비 전류가 증가합니다. 동시에 장치 설정도 영향을 미치기 시작합니다. 게인이 클수록 전류 소비도 커집니다. 일반적으로 주변 소음은 저주파 범위에 집중되므로 톤 제어에 의해 저주파 범위를 더 많이 억제할수록 소비 전류도 감소합니다.

중간 전력 장치의 전류 소비는 들어오는 신호의 레벨에 크게 의존하지 않지만 고전력 및 초전력 SA의 경우 그 차이가 상당히 큽니다. 예를 들어, 강도가 60dB(SA의 전류 소비가 정규화됨)의 수신 신호에서 전류 강도는 2-3mA입니다. 90dB의 입력 신호(및 동일한 SA 설정)를 사용하면 전류가 15-20mA로 증가합니다.

배터리 수명 추정 방법

일반적으로 배터리 수명은 장치의 기술 데이터(여권)에 지정된 공칭 용량과 장치의 예상 전류 소비를 고려하여 추정됩니다. 일반적인 경우를 예로 들어 보겠습니다. 일반적인 용량이 460mAh인 675 아연공기 배터리입니다.

소비 전류가 1.4mA인 중전력 장치에 사용하는 경우 이론적 수명은 460/1.4=328시간입니다. 하루에 10시간 동안 장치를 착용하는 경우 이는 장치를 한 달 이상 사용한다는 의미입니다(328/10=32.8).

강력한 장치가 조용한 환경(전류 소비 2mA)에서 전원을 공급받는 경우 수명은 230시간, 즉 10시간 착용 시 약 3주입니다. 그러나 환경이 시끄러우면 전류 소비가 15-20mA에 달할 수 있습니다(장치 유형에 따라 다름). 이 모드에서 서비스 수명은 460/20=23시간입니다. 3일 미만. 물론 그런 환경에서 10시간 동안 아무도 걷지 않고, 소비 전류 면에서 리얼 모드는 혼재할 것이다. 그래서 주어진 예극한의 수명 값을 제공하여 계산 방법을 설명합니다. 일반적으로 강력한 장치의 배터리 수명은 2~3주입니다.

평판이 좋은 전원 공급 장치 제조업체(GP, Renata, Energizer, Varta, Panasonic, Duracell Activair, Rayovac)의 보청기 배터리(라벨이 있거나 라벨이 붙어 있음)를 사용하십시오.

깨지마 보호 필름배터리를 보청기에 장착할 때까지 열지 마십시오.

상온 및 정상 습도에서 블리스터에 배터리를 보관하십시오. 소망<сберечь>냉장고의 배터리가 더 길면 정반대의 결과가 발생할 수 있습니다. 새 배터리가 있는 CA는 전혀 작동하지 않습니다.

장치에 배터리를 설치하기 전에 필름 없이 3-5분 동안 보관하십시오.

사용하지 않을 때는 SA를 끕니다. 밤에는 장치에서 전원을 제거하고 배터리 함을 열어 두십시오.

콤팩트한 아연공기 배터리의 대중화 시장 진입은 노트북과 노트북용 소형 자율 전원 공급 장치 시장 부문의 상황을 크게 바꿀 수 있습니다. 디지털 기기.

에너지 문제

최근 몇 년 동안 휴대용 컴퓨터와 다양한 디지털 장치가 크게 증가했으며 그 중 상당수가 아주 최근에 시장에 출시되었습니다. 이 프로세스는 휴대 전화. 결과적으로 휴대용 전자 장치의 급속한 증가로 인해 특히 다양한 유형의 배터리 및 축전지에 대한 자율 전기 공급원에 대한 수요가 크게 증가했습니다.

그러나 막대한 양의 공급이 필요하다. 휴대용 장치배터리는 문제의 한 측면일 뿐입니다. 따라서 휴대용 전자 장치가 발전함에 따라 장착 요소의 밀도와 여기에 사용되는 마이크로 프로세서의 성능이 불과 3년 만에 증가하고 사용되는 PDA 프로세서의 클록 주파수는 10배 증가했습니다. 작은 흑백 화면은 화면 크기가 더 큰 고해상도 컬러 디스플레이로 대체되고 있습니다. 이 모든 것이 에너지 소비 증가로 이어집니다. 또한, 휴대용 전자기기 분야에서는 더욱 소형화하려는 분명한 경향이 있습니다. 위의 요소를 고려할 때 사용되는 배터리의 에너지 소비, 전력, 내구성 및 신뢰성의 증가가 보장을 위한 가장 중요한 조건 중 하나라는 것이 분명해집니다. 추가 개발휴대용 전자 기기.

재생 가능한 자율 전원 문제는 휴대용 PC 부문에서 매우 심각합니다. 현대 기술본격적인 데스크탑 시스템에 대한 기능 및 성능면에서 실질적으로 열등하지 않은 랩탑을 만들 수 있습니다. 그러나 충분히 효율적인 자율 전원이 없기 때문에 랩톱 사용자는 이러한 유형의 컴퓨터의 주요 이점 중 하나인 이동성을 박탈합니다. 리튬 이온 배터리가 장착된 최신 노트북에 대한 좋은 지표는 배터리 수명이 약 4시간 1 이지만 모바일 환경에서 본격적인 작업을 수행하기에는 충분하지 않습니다(예: 모스크바에서 도쿄까지 비행하는 데 약 10시간, 모스크바에서 로스앤젤레스까지). 앤젤레스 거의 15).

시간을 늘리는 문제에 대한 해결책 중 하나 배터리 수명휴대용 PC는 현재 일반적으로 사용되는 니켈-금속 수소화물 및 리튬 이온 배터리에서 화학 연료 전지로의 전환입니다 2 . 휴대용 전자 기기 및 PC에 적용하는 관점에서 가장 유망한 것은 PEM(Proton Exchange Membrane) 및 DMCF(Direct Methanol Fuel Cells)와 같은 저온 작동 연료 전지입니다. 메틸 알코올(메탄올) 3의 수용액이 이들 원소의 연료로 사용됩니다.

그러나 현 단계에서 화학연료전지의 미래를 핑크색으로만 설명하는 것은 너무 낙관적이다. 사실 휴대용 전자 기기에 연료 전지를 대량으로 보급하는 데는 적어도 두 가지 장애물이 가로막고 있습니다. 첫째, 메탄올은 연료 카트리지의 견고성과 신뢰성에 대한 요구 사항이 증가하는 다소 독성이 있는 물질입니다. 둘째, 작동 온도가 낮은 연료 전지에서 허용 가능한 화학 반응 속도를 보장하려면 촉매를 사용해야 합니다. PEM 및 DMCF 셀은 현재 백금 및 그 합금으로 만든 촉매를 사용하지만 이 물질의 천연 자원은 적고 비용이 높습니다. 백금을 다른 촉매로 대체하는 것은 이론적으로 가능하지만 지금까지 이 방향의 연구에 참여한 팀 중 어느 것도 수용 가능한 대안을 찾지 못했습니다. 오늘날 이른바 백금 문제는 아마도 휴대용 PC 및 전자 장치에서 연료 전지의 광범위한 사용에 가장 심각한 장애물일 것입니다.

1 표준 배터리 사용 시간을 의미합니다.

2 연료 전지에 대한 자세한 내용은 No. 1'2005에 게재된 "연료 전지: 희망의 해" 기사에서 확인할 수 있습니다.

3 수소 가스 PEM 셀에는 메탄올에서 수소를 생산하는 컨버터가 내장되어 있습니다.

에어아연 성분

여러 간행물의 저자는 아연-공기 배터리 및 축전지를 연료 전지의 하위 유형 중 하나로 간주하지만 이는 전적으로 사실이 아닙니다. 장치와 아연-공기 전지의 작동 원리에 대해 알게 되었으므로 일반적인 용어로도 별도의 자율 전원으로 간주하는 것이 더 정확하다는 완전히 명확한 결론을 내릴 수 있습니다.

아연 공기 전지 설계에는 알칼리성 전해질과 기계적 분리기로 분리된 음극과 양극이 포함됩니다. 가스 확산 전극(GDE)은 음극으로 사용되며 투과성 멤브레인을 통해 순환하는 대기로부터 산소를 얻을 수 있습니다. "연료"는 요소 작동 중에 산화되는 아연 양극이며 산화제는 "호흡 구멍"을 통해 들어오는 대기에서 얻은 산소입니다.

음극에서 산소 전기 환원 반응이 발생하며 그 생성물은 음전하를 띤 수산화물 이온입니다.

O 2 + 2H 2 O + 4e 4OH -.

수산화물 이온은 전해질에서 아연 양극으로 이동하며, 여기서 전자 방출과 함께 아연 산화 반응이 발생하고 전자는 외부 회로를 통해 음극으로 돌아갑니다.

Zn + 4OH – Zn(OH) 4 2– + 2e.

Zn(OH) 4 2– ZnO + 2OH – + H 2 O.

아연 공기 전지가 화학 연료 전지의 분류에 속하지 않는다는 것은 매우 명백합니다. 첫째, 소모성 전극(양극)을 사용하고, 둘째, 연료가 처음에 전지 내부에 배치되고 외부에서 공급되지 않습니다. 작동 중.

아연공기전지의 한 전지의 전극간 전압은 1.45V로 알카라인(알카라인) 전지의 전압에 매우 가깝다. 필요한 경우 더 높은 공급 전압을 얻기 위해 직렬로 연결된 여러 셀을 배터리로 결합할 수 있습니다.

아연은 상당히 일반적이고 저렴한 재료이므로 아연 공기 요소의 대량 생산이 전개되면 제조업체는 원자재 문제를 경험하지 않습니다. 또한 초기 단계에서도 이러한 전원 공급 장치의 비용은 상당히 경쟁력이 있습니다.

에어아연 요소가 매우 환경 친화적인 제품이라는 점도 중요합니다. 생산에 사용되는 재료는 환경을 오염시키지 않으며 가공 후 재사용할 수 있습니다. 공기-아연 성분(물과 산화아연)의 반응 생성물은 인간과 환경에도 절대적으로 안전합니다. 산화아연은 ​​베이비 파우더의 주성분으로도 사용됩니다.

공기 아연 요소의 작동 특성 중 다음과 같은 이점에 주목할 가치가 있습니다. 느린 속도활성화되지 않은 상태에서 자체 방전 및 방전이 진행됨에 따라 전압 크기의 작은 변화(평평한 방전 곡선).

공기 아연 요소의 특정 단점은 들어오는 공기의 상대 습도가 요소의 특성에 미치는 영향입니다. 예를 들어 상대 습도가 60%인 조건에서 작동하도록 설계된 공기 아연 요소의 경우 습도가 90%로 증가하면 서비스 수명이 약 15% 감소합니다.

배터리에서 축전지까지

일회용 배터리는 구현하기 가장 쉬운 아연-공기 전지입니다. 에어징크 요소를 만들 때 큰 사이즈및 전력(예: 차량의 발전소에 전력을 공급하도록 설계됨), 아연 양극 카세트를 교체 가능하게 만들 수 있습니다. 이 경우 에너지 비축량을 갱신하려면 사용한 전극이 있는 카세트를 제거하고 대신 새 전극을 설치하면 됩니다. 사용된 전극은 전기화학적 방법으로 전문업체에서 재활용하여 재사용할 수 있습니다.

휴대용 PC 및 전자 장치에 사용하기에 적합한 소형 배터리에 대해 이야기하면 배터리 크기가 작기 때문에 교체 가능한 아연 양극 카세트 옵션의 실제 구현이 불가능합니다. 그렇기 때문에 현재 시장에 나와 있는 대부분의 소형 아연 공기 전지는 일회용입니다. 작은 크기의 일회용 아연-공기 배터리는 Duracell, Eveready, Varta, Matsushita, GP 및 국내 기업인 Energia에서 생산합니다. 이러한 전원 공급 장치의 주요 범위는 보청기, 휴대용 라디오 방송국, 사진 장비 등입니다.

현재 많은 회사에서 일회용 아연 공기 배터리를 생산하고 있습니다.

몇 년 전 AER은 휴대용 컴퓨터용 Power Slice 아연공기 평면 배터리를 생산했습니다. 이러한 항목은 Hewlett-Packard의 Omnibook 600 및 Omnibook 800 시리즈 노트북용으로 설계되었습니다. 배터리 수명은 8~12시간이었습니다.

원칙적으로 외부 전류원이 연결되면 아연 환원 반응이 양극에서 발생하는 재충전식 아연-공기 전지(축전지)를 생성할 가능성도 있습니다. 그러나 이러한 프로젝트의 실제 구현은 아연의 화학적 특성으로 인한 심각한 문제로 인해 오랫동안 방해를 받아 왔습니다. 산화아연은 ​​알칼리성 전해질에 잘 용해되며, 용해된 형태로 전해질 부피 전체에 분포되어 양극에서 멀어집니다. 이로 인해 외부 전류 소스에서 충전할 때 양극의 기하학적 구조가 크게 변경됩니다. 산화물에서 환원된 아연은 모양이 긴 스파이크와 유사한 리본 결정(수상정) 형태로 양극 표면에 증착됩니다. . 덴드라이트는 분리막을 관통하여 배터리 내부에서 단락을 일으킵니다.

이 문제는 전력을 증가시키기 위해 공기 아연 셀의 양극이 분쇄된 아연 분말로 만들어지기 때문에 더욱 악화됩니다(이로 인해 전극의 표면적이 크게 증가할 수 있음). 따라서 충방전 횟수가 증가함에 따라 양극의 표면적이 점차 감소하여 전지 성능에 부정적인 영향을 미치게 된다.

지금까지 ZMP(Zinc Matrix Power)는 소형 공기 아연 배터리 분야에서 가장 큰 성공을 거두었습니다. ZMP 전문가들은 배터리 충전 과정에서 발생하는 주요 문제를 해결할 수 있는 독특한 기술인 Zinc Matrix를 개발했습니다. 이 기술의 본질은 수산화물 이온의 방해받지 않는 침투를 제공하는 동시에 전해질에 용해되는 산화 아연의 움직임을 차단하는 고분자 바인더를 사용하는 것입니다. 이 솔루션을 사용하면 최소 100회의 충방전 주기 동안 양극의 모양과 표면적의 눈에 띄는 변화를 피할 수 있습니다.

공기아연전지의 장점은 작동시간이 길고 비에너지 강도가 최상급 대비 최소 2배 이상 높다는 점입니다. 리튬 이온 배터리. 공기 아연 배터리의 비에너지 강도는 무게 1kg당 240Wh에 달하며 최대 전력은 5000W/kg입니다.

ZMP 개발자에 따르면 오늘날 약 20Wh의 에너지 용량을 가진 휴대용 전자 장치(휴대폰, 디지털 플레이어 등)용 아연-공기 배터리를 만드는 것이 가능합니다. 이러한 전원 공급 장치의 가능한 최소 두께는 3mm에 불과합니다. 랩탑용 공기 아연 배터리의 실험 프로토타입은 에너지 용량이 100~200Wh입니다.

징크매트릭스파워가 개발한 징크공기전지 시제품

공기 아연 배터리의 또 다른 중요한 이점은 소위 메모리 효과가 전혀 없다는 것입니다. 다른 유형의 배터리와 달리 아연-공기 전지는 에너지 용량을 손상시키지 않고 모든 충전 수준에서 재충전할 수 있습니다. 게다가 달리 리튬 배터리공기 아연 요소는 훨씬 안전합니다.

결론적으로 징크 공기 전지 상용화의 상징적 출발점이 된 중요한 사건을 언급하지 않을 수 없습니다. 작년 6월 9일, Zinc Matrix Power는 공식적으로 Intel Corporation과 전략적 계약을 체결했다고 발표했습니다. 이 계약의 조항에 따라 ZMP와 Intel은 새로운 기술노트북용 충전식 배터리. 이러한 작업의 주요 목표 중 하나는 노트북의 배터리 수명을 최대 10시간까지 늘리는 것입니다. 기존 계획에 따르면 2006년에는 아연공기 배터리를 장착한 첫 번째 노트북 모델이 출시될 예정이다.