Baterii litiu-ion vs. Plumb acid

Două dintre tipurile de baterii cu care sunteți cel mai familiarizat, poate fără să știți, sunt bateria cu plumb acid și bateria litiu-ion. Majoritatea mașinilor din America transportă o baterie cu plumb acid la bord, în timp ce practic fiecare computer Blackberry și laptop își obține puterea de la o baterie litiu-ion. Un tip de baterie este bun pentru mașină, iar celălalt pentru telefonul mobil provine din substanțele chimice utilizate în fiecare tip de baterie.

O baterie este un dispozitiv electrochimic, ceea ce înseamnă că creează electricitate prin reacții chimice controlate între diferite substanțe. Majoritatea bateriilor, inclusiv bateriile litiu-ion și plumb acid, includ un anod, un catod și o substanță între ele servește ca electrolit. Anodul este de obicei terminalul pozitiv, iar curentul electric curge în el atunci când bateria este în uz. Catodul este de obicei terminalul negativ, iar atunci când este utilizat curent electric curge din el. Chimia dintre ele este cea care asigură curentul electric cu încărcătura sa, dar necesită o a treia substanță sub formă de electrolit pentru a servi ca mediu. Dacă anodul și catodul ar intra în contact, rezultatul ar fi un scurtcircuit.

Anodul și catodul dintr-o baterie tipică de plumb acid sunt fabricate din plumb și dioxid de plumb și sunt conectate de un electrolit al unei soluții care este aproximativ o treime din acidul sulfuric. Pe măsură ce bateria descarcă electricitate, reacția chimică transformă treptat cei doi electrozi în sulfat de plumb. Reîncărcarea bateriei inversează parțial această conversie.

Bateriile litiu-ion folosesc o varietate de substanțe, elementul comun fiind migrarea litiului între electrozi în timpul reacției de producere a energiei electrice. Grafitul este utilizat în mod obișnuit pentru fabricarea anodului, în timp ce catodii pot fi obținuți din oxid de litiu-cobalt, fosfat de litiu-fier sau oxid de litiu-mangan, și alte substanțe pe bază de litiu. Electrolitul este de obicei o soluție de sare de litiu într-un solvent organic. Reîncărcarea unei baterii litiu-ion inversează migrarea litiului în chimia bateriei.

Bateriile cu plumb acid sunt unul dintre cele mai vechi modele practice de baterii reîncărcabile, datând de la mijlocul secolului al XIX-lea. Acestea au unul dintre cele mai scăzute modele de baterii de energie în greutate și energie în volum existente, făcându-le foarte mari și grele pentru cantitatea totală de energie pe care o pot scoate. Ceea ce au de gând pentru ei este că au un raport foarte mare dintre greutate și greutate, ceea ce înseamnă că pot furniza o scufundare mare de electricitate simultan. Acest lucru le face perfecte pentru aplicații care necesită o creștere bruscă și bruscă a puterii, cum ar fi demarorele auto. Bateriile cu plumb acid sunt, de asemenea, ieftine de produs. Cu toate acestea, acestea nu sunt foarte bune în roluri care necesită o aprovizionare constantă, scăzută sau medie de energie electrică pe o perioadă lungă de timp. De asemenea, au perioade lungi de reîncărcare.

Mai ales în comparație cu o baterie cu plumb acid, modelele litiu-ion au un raport mare putere-greutate și putere-volum. Ar fi greu să ne imaginăm computerele laptop moderne, telefoanele mobile și alte dispozitive electronice însetate de energie fără acestea baterii, deoarece satisfacerea acestor necesități de energie cu alte modele de baterii ar însemna baterii mai grele, cu mai mici vieti. Există chiar și baterii litiu-ion cu o capacitate mare de supratensiune, ca cea a unei baterii cu plumb acid. Cu toate acestea, au două mari dezavantaje. În primul rând, sunt foarte scumpe de realizat. În al doilea rând, capacitatea lor de a reține o încărcare se descompune chiar și atunci când bateria nu este utilizată. O baterie cu plumb acid poate continua să funcționeze cu o capacitate bună timp de câțiva ani. Oricine a păstrat aceeași baterie de telefon mobil sau laptop timp de un an sau doi știe același lucru, nu se poate spune despre bateria tipică litiu-ion.