Dva z typov batérií, ktoré najviac poznáte, možno bez toho, aby ste o tom vedeli, sú olovená batéria a lítium-iónová batéria. Väčšina automobilov v Amerike má vo vozidle olovené batérie, zatiaľ čo prakticky každý počítač Blackberry a prenosný počítač je napájaný z lítium-iónovej batérie. Jeden druh batérie je vhodný pre vaše auto a druhý pre váš mobilný telefón pochádza z chemikálií použitých vo vnútri každého typu batérie.
Základy batérie
Batéria je elektrochemické zariadenie, čo znamená, že vyrába elektrinu riadenými chemickými reakciami medzi rôznymi látkami. Väčšina batérií, vrátane lítium-iónových a olovených batérií, obsahuje anódu, katódu a látka medzi nimi slúži ako elektrolyt. Anóda je zvyčajne kladná svorka a do nej prúdi elektrický prúd, keď sa používa batéria. Katóda je zvyčajne záporná svorka a pri používaní z nej vyteká elektrický prúd. Medzi nimi je chémia, ktorá dodáva elektrickému prúdu náboj, ale ako médium potrebujú tretiu látku vo forme elektrolytu. Ak by sa anóda a katóda dostali do kontaktu, výsledkom by bol skrat.
Elektrochémia olovených kyselín
Anóda a katóda v typickej olovenej batérii sú vyrobené z olova a oxidu olovnatého a sú premostené elektrolytom z roztoku, ktorým je zhruba jedna tretina kyseliny sírovej. Keď batéria vybíja elektrinu, chemická reakcia postupne premení dve elektródy na síran olovnatý. Dobitie batérie túto konverziu čiastočne zvráti.
Lítium-iónová elektrochémia
Lítium-iónové batérie používajú rôzne látky, pričom spoločným prvkom je migrácia lítia medzi elektródami počas reakcie na výrobu elektriny. Na výrobu anódy sa zvyčajne používa grafit, zatiaľ čo katódy sa dajú vyrobiť z lítium-kobaltnatého oxidu, lítium-železnatého fosforečnanu alebo lítium-mangánového oxidu a ďalších látok na báze lítia. Elektrolytom je zvyčajne roztok lítnej soli v organickom rozpúšťadle. Dobíjanie lítium-iónovej batérie zvráti migráciu lítia v chemickom zložení batérie.
Vlastnosti kyseliny olovnatej
Olovené batérie sú jedným z najstarších praktických dizajnov nabíjateľných batérií, ktoré sa datujú do polovice 19. storočia. Majú jednu z najnižších konštrukcií batérií s najmenšou energiou na váhu a na jeden objem energie, čo ich robí veľmi veľkými a ťažkými na celkové množstvo energie, ktoré môžu vydať. To, čo pre nich robia, je to, že majú veľmi vysoký pomer prepätia k hmotnosti, čo znamená, že môžu dodávať veľký náraz elektriny naraz. Vďaka tomu sú ideálne pre aplikácie, ktoré potrebujú veľký a náhly nárast energie, ako sú napríklad štartéry automobilov. Olovené batérie sa vyrábajú tiež lacno. Nie sú však príliš dobrí v rolách, ktoré si vyžadujú stálu, nízku alebo strednú dodávku elektriny po dlhú dobu. Majú tiež dlhé doby nabíjania.
Vlastnosti lítium-iónového akumulátora
Najmä v porovnaní s olovenými batériami majú lítium-iónové akumulátory vysoký pomer výkonu a hmotnosti a výkonu a objemu. Len ťažko by sme si dokázali predstaviť moderné prenosné počítače, mobilné telefóny a iné smädné elektronické zariadenia bez týchto batérie, pretože vyhovieť týmto požiadavkám na napájanie s inými návrhmi batérií by znamenalo, že budú batérie s kratším prúdom životy. Existujú dokonca aj lítium-iónové batérie s veľkým prepätím, ako napríklad olovené batérie. Majú však dve veľké nevýhody. Po prvé, ich výroba je veľmi drahá. Po druhé, ich schopnosť udržať náboj sa zníži, aj keď batéria nie je používaná. Olovená batéria môže pracovať s dobrou kapacitou aj niekoľko rokov. Každý, kto si rok alebo dva uchová rovnakú batériu mobilného telefónu alebo notebooku, vie to isté, o typickej lítium-iónovej batérii sa povedať nedá.