Miért annyiféle az akkumulátorok és elemek mérete és formája?

Wesley Chang, a Drexel Egyetem munkatársa a The Conversation cikkében fejti ki, hogy miért találkozunk számos különböző méretű és formájú akkumulátorral és elemmel a mindennapokban.

Az akkumulátorok és elemek sokfélesége a technológiai fejlődés és a különböző igények eredménye. Az első akkumulátorok egyszerű szerkezetek voltak, amelyeket az 1800-as években Alessandro Volta olasz tudós készített, és azóta is alapvetően ugyanaz a működési elvük: elektromos áramot termelnek két különböző elektróda közötti feszültségkülönbség révén. Az újratölthető változatok esetében ez a folyamat megfordítható. Az akkumulátorok kapacitása az elektródák iontároló képességétől függ, ami meghatározza, hogy mennyi töltést képesek tárolni és milyen gyorsan tudnak kisülni.

Az ólom-sav akkumulátorok, amelyeket Gaston Plante talált fel 1859-ben, nagy méretűek és nehézek, mivel elegendő töltést kell előállítaniuk egy autó beindításához, és ellenállónak kell lenniük a hideg éghajlati viszonyokkal szemben is.

A háztartási eszközökben gyakran alkalmazott alkáli elemek, mint az AAAA, AAA, AA, C és D méretűek, kisebbek és nem újratölthetők, mivel ezeknek az eszközöknek nincs szükségük nagy töltésre. A 9 voltos elemek esetében, amelyek tégla alakúak, belül egyszerűen összekötött hengeres cellákból állnak.

A lítium-ion akkumulátorok, amelyeket a Sony vezetett be 1991-ben, könnyű fémként sok energiát képesek tárolni, és a hengeres cellák gyártása egyszerűbb volt a meglévő gyártási berendezések miatt. Ezek az akkumulátorok gyorsan elterjedtek a hordozható elektronikai eszközök piacán.

Az akkumulátorok mérete és formája tehát a költségektől, a gyárthatóságtól, a piaci kereslettől és a gazdaságosságtól függ. A Tesla például henger alakú lítium-ion cellákat használt elektromos járműveiben, mert ezeket már tömegesen gyártották és olcsóbb volt a termelésük. Az akkumulátorok jövőbeli alakját és méretét ezek a tényezők fogják meghatározni.