Литий-ионные батареи против. Свинцово-кислотный

Два типа батарей, с которыми вы наиболее знакомы, возможно, даже не подозревая об этом, - это свинцово-кислотная батарея и литий-ионная батарея. Большинство автомобилей в Америке оснащены свинцово-кислотными аккумуляторами на борту, в то время как практически каждый Blackberry и портативный компьютер получают питание от литий-ионного аккумулятора. Один вид батареи хорош для вашего автомобиля, а другой для вашего мобильного телефона связан с химическими веществами, используемыми внутри каждого типа батарей.

Батарея - это электрохимическое устройство, то есть вырабатывает электричество посредством контролируемых химических реакций между различными веществами. Большинство батарей, в том числе литий-ионные и свинцово-кислотные, содержат анод и катод, а вещество между ними служит электролитом. Анодом обычно является положительный полюс, и в него течет электрический ток, когда батарея используется. Катод обычно является отрицательной клеммой, и когда он используется, через него течет электрический ток. Химия между ними - это то, что обеспечивает электрический ток своим зарядом, но им требуется третье вещество в виде электролита, которое будет служить средой. Если анод и катод соприкоснутся, это приведет к короткому замыканию.

Анод и катод в типичной свинцово-кислотной батарее сделаны из свинца и диоксида свинца, и они соединены электролитом в растворе, который примерно на треть состоит из серной кислоты. По мере того как батарея разряжает электричество, химическая реакция постепенно превращает два электрода в сульфат свинца. Перезарядка аккумулятора частично меняет это преобразование.

В ионно-литиевых батареях используются различные вещества, общим элементом которых является миграция лития между электродами во время реакции производства электричества. Графит обычно используется для изготовления анода, в то время как катоды могут быть сделаны из оксида лития-кобальта, фосфата лития-железа или оксида лития-марганца, а также других веществ на основе лития. Электролит обычно представляет собой раствор литиевой соли в органическом растворителе. Перезарядка ионно-литиевой батареи обращает миграцию лития в химическом составе батареи.

Свинцово-кислотные батареи - одна из старейших практичных аккумуляторных батарей середины 19 века. У них одна из существующих конструкций батарей с самым низким соотношением энергии к весу и энергии к объему, что делает их очень большими и тяжелыми для общего количества энергии, которое они могут выдать. Что у них действительно есть, так это то, что у них очень высокое соотношение ударной нагрузки к весу, что означает, что они могут одновременно доставить большой скачок электричества. Это делает их идеальными для приложений, требующих резкого скачка напряжения, например для автомобильных стартеров. Свинцово-кислотные батареи также дешевы в производстве. Однако они не очень хороши для ролей, требующих стабильного, низкого или среднего снабжения электроэнергией в течение длительного периода времени. У них также долгое время перезарядки.

Литий-ионные конструкции, особенно по сравнению со свинцово-кислотными аккумуляторами, имеют высокое отношение мощности к весу и мощности к объему. Без них сложно представить современные портативные компьютеры, сотовые телефоны и другие энергоемкие электронные устройства. батареи, потому что удовлетворение этих требований к мощности с помощью батарей других конструкций означало бы более громоздкие батареи с более короткими жизни. Есть даже литий-ионные аккумуляторы с большой импульсной способностью, например, свинцово-кислотные. Однако у них есть два больших недостатка. Во-первых, их изготовление очень дорогое. Во-вторых, их способность удерживать заряд снижается, даже когда аккумулятор не используется. Свинцово-кислотный аккумулятор может работать с хорошей емкостью в течение нескольких лет. Любой, кто держал одну и ту же батарею сотового телефона или ноутбука в течение года или двух, знает, что того же нельзя сказать о типичной литий-ионной батарее.