Пролог. Лас Вегас 2008г:
CSE 2008 год: исп. директор ZPower LLC Росс (Дуебер) и репортер Спарки о революции на рынке АКБ:
"Росс: Спарки, мы представляем технологию Серебро — Цинк для потребительского рынка. Вы сейчас видите батарею, которая лучше и которая заменит литий-ионные в ноутбуках, телефонах и другой портативной электронике.
Спарки: Так это то, что сможет заменить то, что сейчас в лэптопе, смартфоне, айподе.
Росс: Да, верно. Мы работаем с их производителями с тем, чтобы в будущем там были наши аккумуляторы.
Спарки: Почему они предпочтут вас, и каковы преимущества вашей технологии над литий-ионной?
Росс: У нас три основных преимущества: вплоть до 40% больше время автономной работы.(...)
…
Спарки: Вы сказали, что работаете с производителями. Можете-ли вы изготавливать батарейки на замену. То есть сделать сначала аккумулятор для Macbook Pro без согласования с производителем?
Росс: Нет. Все наши усилия сейчас сосредоточены на работе с производителями, чтобы разработать аккумуляторы для новых устройств, так как сегодняшняя электроника так сильно заточена под литий-ионные батареи, что вы просто не можете использовать что-то новое на существующей платформе.
Спарки: Да, про эти разработки: как много усилий нужно приложить, чтобы достичь совместимости?
Росс: Совсем немного. Вот, первый производитель с которым мы работали: мы сделали большую часть работы. Мы получили всю необходимую тех. информацию и поместили в контроллер аккумулятора, который теперь взаимодействует с устройством. Теперь лэптоп может работать и на нашей батарее и на литий-ионной.
Спарки: А о каком бренде вы говорите?
Росс: Я не могу посвещать Вас в эти детали, но лэптоп выходит летом 2008-го"..
Итак, Серебро-Цинк
Эта схема с 40-х годов является незаменимой в самых высокотехнологичных областях. Она даёт очень высокую мощность (Вт/кг, Вт/л), высокую удельную энергию (Втч/кг, Втч/л) и может быть осуществлена на немагнитных материалах. Самая большая (22,000 Ач, 420кг) и самая маленькая(0.17 Ач, 4.5г) призматические энергоячейки в мире сделаны именно по этой схеме. Вот некоторые изделия, использующие такие батареи:
- Батареи для аэрокосмических аппаратов, включая космические челноки и станции как США, так и России(в т.ч. на Спутнике-1 см илл.). Батареи луноходов, марсоходов и космических зондов
- Самые большие перезаряжаемые батареи(256т в США, 300т в России) — обе для подлодок, батареи для батискафов, торпед
Бросается в глаза, что эти устройства либо из аэрокосмической либо из оборонной области, а они имеют одну особенность: эксплуатационные характеристики здесь превалируют над экономическими. Цена серебра не позволяет шагнуть этой технологии в ширпотреб. Единственная ниша, на которой она уверенно закрепилась — это микробатареи для часов, поскольку цена столь малой батареи в общей стоимости изделия незначительна.
Существует и другая проблема: относительная неперезаряжаемость таких ячеек, вызванная быстрой деградацией электрода. Более того даже эта обратимая реакция имеет номинальное напряжение около 1.2В против 1.55В необратимой реакции, что снижает энергию такой батареи.
Росс Дуебер представляет 1.55 Вольтную перезаряжаемую технологию. Вот дословный перевод одного из пресс-релизов
Вывод технологии Серебро-Цинк на новый уровень
ZPower использует все последние достижения в полимерах, нанотехнологиях, силовой электронике и методах обработки чтобы создать батарею, намного превосходящую все существующие по производительности, безопасности для нас и окружающей среды.
Успех ZPower лежит в инновациях в трех элементах :
- Композитный цинковый анод
цинковый анод батарей ZPower — это композитный электрод, структура которого препятствует изменению формы и росту дендритов. В прошлом эти проблемы были камнем преткновения в традиционных ячейках серебро-цинк. эти проблемы были решены новой оригинальной технологией ZPower. - Многослойный и многофункциональный сепаратор
ZPower создал высокоэффективный сепаратор, препятствующий росту дендритов на аноде с одной стороны и, мешающий деградации серебряного катода с другой. В тоже самое время он позволяет свободное перемещение ионов от катода к аноду, минимизируя внутреннее сопротивление ячейки. Как результат энергоячейка с большим сроком службы и быстрой зарядкой. - Катод из наночастиц
Серебряный катод ZPower состоит из серебряных наночастиц с покрытием. Эта нанотехнология обеспечивает высокую проводимость, снижая также общее внутреннее сопротивление.
Преимущества технологии Серебро-Цинк
- Высокая производительность – 40% больше энергии чем у литий-ионной и в 2-3 раза больше чем Никель-Метал-Гидридной
- Чистая технология – отсутствие ртути в компоновке, где более 95% элементов могут быть переработаны и использованы вновь
- Безопасность – Серебянно-цинковые батареи термально устойчивы и безопасны сами по себе
Реальность
Все это звучит очень здорово, к тому же компания хвалится соглашениями с Apple, Intel, американскими военными. В 2012 году был подтвержден патент на всю ячейку. Что же, можно радоваться?
Кто как не мы, Mugen Power, заинтересованы в такой нишевой технологии, но с самого начала было непонятно, почему к такой горячей теме проявляет интерес столь узкий круг исследователей.
Теперь мы можем посмотреть патенты самой Zpower, сделать верхнюю оценку ёмкости и энергии на грамм батарейки и сопоставить их с современными литий-ионными элементами, а также современными коммерческими неперезаряжаемыми Ag-Zn, как с потолком перезаряжаемой технологии.
Как же так!? где 40% в энергии? Она проигрывает Литий-ионной! Может ли быть такое, и почему?
Начнем с того, что не смотря на то, что Zpower активно подогревает интерес к своей деятельности по сей день, заявленные преимущества не претерпели никаких изменений с 2004 года, тогда как Литий-ионная технология шагнула далеко вперед.
Перспективы литий ионной технологии были очевидны уже тогда и ключевым преимуществом на тот момент на фоне массовых отзывов аккумуляторов была не столько ёмкость, сколько безопасность.
Риск в инновационном бизнесе заключается даже не в том, что может не получиться, а в том, что может получиться слишком поздно: за эти почти 10 лет острота этого вопроса заметно спала, что подпортило перспективы Zpower.
Перспективы
Из моих строк может показаться, что для этой технологии всё потеряно, но это не так.
По ёмкости такая технология пока опережает литий ионную, по мощности — тоже должна. Сильный проигрыш в напряжении является одновременно и преимуществом, поскольку именно под 1.5 В рассчитано множество бытовых приборов. Конечно, стоимость таких аккумуляторов будет высока, но посильна, а и заряд будут держать не в пример дольше никель-метал-гидридных.
Cама компания очень надеется занять рынок батареек слуховых аппаратов. Многие ультракомпактные слуховые аппараты используют неперезаряжаемые Цинк-воздушные батареи, имеющие сходный вольтаж. Иметь подзаряжаемый аппарат для слабослышащего человека куда важнее, чем может показаться большинству из нас. Представьте себе: однажды утром вы просыпаетесь и ничего не слышите, вы пожилой человек и не можете самостоятельно заменить микробатарейку, и до тех пор, пока вы не вставите новую, вас будет мучить страх полной потери слуха. Батареи Zpower должны работать долго и, что немаловажно, не нагреваться при работе(не причиняя дискомфорт ушной раковине).
Военные получат от ZPower значительно улучшенную технологию.
И наконец, для будущего: ZPower удалось побороть проблему формирования дендритов цинкового электрода, что может помочь создать перезаряжаемую ячейку Цинк-Воздух.
Срочно в номер! Zpower strikes back
Не поверите! Только что на моих глазах загорелся нетбук ASUS. Куплен два года назад, штатный аккумулятор
все только начинается
Автор: polosatymyx
