Слово "акумулятор" походить від латинського accumulator, що означає "збирач". У техніці так називають пристрої, які накопичують енергію з метою її подальшого застосування. При цьому акумулятор може бути не тільки електричним. Найбільш простим видом акумулятора можна вважати стислу або розтягнуту пружину, в якій накопичується механічна енергія, або важкий маховик, розкручений до великого числа обертів і запасающий таким чином кінетичну енергію. На гідроакумулюючих станціях надлишок електроенергії використовується для підйому води з нижнього резервуара в верхній. Існують пневматичні акумулятори, теплові і, нарешті, електричні.
Давайте ще раз повернемося до часу, коли Олександро Вольта створив свою першу батарею. Для більшості це було чудо, яке привернуло ще більше любителів фізики до електричних дослідів. Рік чи два тому вчитель музики в Парижі, хтось готерів, який проводить експеримент з розкладання води на кисень і водень за допомогою вольтова стовпа, зауважив, що дві золоті зволікання нехитрого приладу, з'єднані разом після закінчення експерименту та додані до мови, дають таке ж відчуття, як і батарея Вольти, тільки значно слабкіше. Витлумачити це незначне явище ніхто не міг, та воно було і не дуже-то вражаючим. Але кілька років тому до його досвіду повернувся німецький фармацевт Іоганн Вільгельм Ріттер, що став пізніше за сміливість думки і широту поглядів членом Мюнхенської академії. Він спорудив стовпчик з сорока тільки мідних гуртків, прокладених сукнини, які були змочені підкисленою водою. З'єднав полюса стовпчики з вольтової батареєю і через деякий час переконався, що його конструкція зарядилася електрикою. Тепер вторинні, або заряджаються, стовпи привернули до себе увагу багатьох. Тим більше що існуючі гальванічні елементи дуже швидко втрачали свою силу через поляризації. У 1839 році Грові винайшов газовий вторинний елемент, який давав струм лише після зарядки його від якогось стороннього джерела.
Газовий елемент Грове складається з платинових електродів, при заряді, над одним накопичується водень над іншим кисень. Електролітом служить сірчана кислота. При розряді протікає зворотна реакція окислення водню і відновлення кисню. Напруга становить близько 1В. Цей елемент є прототипом паливних елементів. Але через незручності користування, газовий елемент Грове поширення не отримав. (Існує й інший елемент з ім'ям Грове, і бажано їх не плутати)
Рис.1. Газовий елемент Грове
Приблизно в 1859-1860 роках в лабораторії Олександра Беккереля - другого представника славної династії французьких фізиків - працював в якості асистента Гастон Планте. Молода людина вирішила зайнятися поліпшенням вторинних елементів, щоб зробити їх надійними джерелами струму для телеграфії. Спочатку він замінив платинові електроди "газового елемента" Грові свинцевими. А після численних експериментів і пошуків взагалі перейшов до двох тонким свинцевим пластинках. Він їх проклав сукниною і Навільі цей сендвіч на дерев'яну паличку, щоб він залазив в круглу скляну банку з електролітом. Далі підключив обидві пластини до батареї. Через деякий час вторинний елемент зарядився і сам виявився здатний давати досить відчутний постійної струм. При цьому, якщо його відразу не розряджали, здатність зберігати електрорушійну силу залишалася в ньому на досить тривалий час. Це було справжнє народження накопичувача електричної енергії, або акумулятора.
Рис.2. Один з перших акумуляторів
Перші електричні акумулятори Гастона Планте мали невелику ємність, тобто запасати зовсім мало електрики. Але з'єднавши кілька банок послідовно, напруга батареї можна було підвищити, а при паралельному їх включенні підвищувалася ємність. При цьому струм приладу опинявся тим сильніше, чим більша поверхня пластин стикалася з розчином електроліту.
Потім було виявлено, що якщо заряджений спочатку прилад розрядити, потім пропустити через нього струм у зворотному напрямку, та ще виконати цю операцію не один раз, то збільшується шар оксиду на електродах і ємність вторинного елемента зростає. Цей процес отримав назву формування пластин і займав у винахідника Камілла Фора близько трьох місяців.
Камілл Фор з юних років захоплювався технікою. Але він був бідний і не отримав освіти. Вимушений заробляти на життя, Камілл поміняв безліч спеціальностей. Був робочим, креслярем, техніком, хіміком англійською пороховому заводі, працював і у Планте. Різнобічні практичні знання співслужили самоука хорошу службу.
Після Паризької виставки 1878 року Фору прийшла ідея нового методу формування пластин. Він спробував заздалегідь покривати їх оксидом свинцю, свинцевим суриком. При зарядці сурик на одній з пластин перетворювався на перекис, а на інший відповідно раскисляют. При цьому шар оксиду набував дуже пористу будову, а значить, площа його поверхні істотно збільшувалася. Процес формування проходив значно швидше. Акумулятори Фора при тій же вазі запасати значно більше електричної енергії, ніж акумулятори Планте. Іншими словами, їх енергоємність була вище. Ця обставина привернула до них велику увагу електротехніків.
В кінці століття в багатьох країнах на вулицях і в будинках з'явилося електричне освітлення. Лампи розжарювання харчувалися енергією поки ще малопотужних машин постійного струму. Рано вранці і пізно ввечері, коли енергії потрібно більше, на допомогу машинам приходили акумулятори. Це було значно дешевше, ніж ставити додаткові генератори. Тим більше що в денні та нічні години акумулятори могли заряджатися, накопичуючи надлишки виробленої машинами енергії.
Подальше вдосконалення свинцево-кислотних акумуляторів йшов по шляху поліпшення їх конструкції і зміни технології виробництва пластин. Незважаючи на широке поширення, свинцевий акумулятор - досить примхливе дітище електротехніки.
Недоліки кислотних акумуляторів ще на зорі їх розвитку спонукали винахідників шукати заміну свинцю. Спроб було чимало. Більшість безуспішних. Удача випала на долю Томаса Алви Едісона. Після безлічі експериментів американський винахідник створив залізо-нікелевий лужної акумулятор, який широко застосовується в наші дні. У ньому негативний електрод виконаний з пористого заліза або кадмію з великою робочою поверхнею. Позитивний електрод - нікелевий, оточений окисом тривалентного нікелю. В якості електроліту застосовується 20% -ний розчин їдкого калію або їдкого натрію. Корпус найчастіше виготовляється зі сталі. Правда, електрорушійна сила лужного акумулятора трохи нижче, ніж у свинцевого. Коефіцієнт корисної дії теж менше (приблизно в два рази). Та й чи варто лужної акумулятор дорожче. Але він добре витримує перевантаження, нечутливий до надлишкового заряду і глибокого розряду, міцний, легко переносить перегрів і не потребує ремонту.
І зараз у всіх промислово розвинених країнах увагу багатьох науково-дослідних колективів направлено на створення нових типів акумуляторів і супераккумуляторов. Основне завдання - підвищити енергоємність: підвищити кількість енергії, що запасається на одиницю ваги акумулятора.
У випадки використання вмісту сайту, необхідно ставити активні посилання на даний сайт видимі відвідувачами і пошуковими роботами.