Dve vrsti baterij, ki sta vam najbolj znani, morda sploh ne veste, sta svinčena in litij-ionska baterija. Večina avtomobilov v Ameriki ima svinčeno kislinsko baterijo, skoraj vsak prenosni računalnik Blackberry in prenosni računalnik pa se napaja iz litij-ionske baterije. Ena vrsta baterij je dobra za vaš avto, druga pa za vaš mobilni telefon, izvira iz kemikalij, ki se uporabljajo v vsaki vrsti akumulatorja.
Osnove baterije
Baterija je elektrokemijska naprava, kar pomeni, da ustvarja elektriko z nadzorovanimi kemičnimi reakcijami med različnimi snovmi. Večina baterij, vključno z litij-ionskimi in svinčenokislinskimi baterijami, vključuje anodo, katodo in snov med njimi služi kot elektrolit. Anoda je ponavadi pozitivni priključek in električni tok teče vanjo, ko baterija deluje. Katoda je ponavadi negativni priključek in med uporabo iz nje teče električni tok. Kemija med njima je tista, ki oskrbuje električni tok s svojim nabojem, vendar potrebujejo tretjo snov v obliki elektrolita, ki bo služila kot medij. Če bi anoda in katoda prišla v stik, bi bil rezultat kratek stik.
Elektrokemija svinčeve kisline
Anoda in katoda v tipični svinčevi bateriji sta narejeni iz svinca in svinčevega dioksida in ju premosti elektrolit raztopine, ki je približno ena tretjina žveplove kisline. Ko akumulator izprazni elektriko, kemična reakcija postopoma pretvori elektrodi v svinčev sulfat. Polnjenje baterije delno spremeni to pretvorbo.
Litij-ionska elektrokemija
Litij-ionske baterije uporabljajo različne snovi, pri čemer je skupni element migracija litija med elektrodami med reakcijo proizvodnje električne energije. Grafit se običajno uporablja za izdelavo anode, katode pa so lahko iz litijevega kobaltovega oksida, litijevega železovega fosfata ali litijevega manganovega oksida in drugih snovi na osnovi litija. Elektrolit je običajno raztopina litijeve soli v organskem topilu. Polnjenje litij-ionske baterije obrne migracijo litija v njeni kemiji.
Značilnosti svinčeve kisline
Svinčene kislinske baterije so ena najstarejših praktičnih izvedb akumulatorjev iz sredine 19. stoletja. Imajo enega najnižjih obstoječih modelov baterij glede na težo in energijo, zaradi česar so zelo veliki in težki za celotno količino energije, ki jo lahko oddajo. Zanje gre, da imajo zelo visoko razmerje med prenapetostjo in težo, kar pomeni, da lahko naenkrat dovedejo do velikega sunka električne energije. Zaradi tega so kot nalašč za aplikacije, ki potrebujejo velik, nenaden porast moči, kot so avtomobilski zaganjalniki. Svinčene kislinske baterije so tudi poceni za proizvodnjo. Vendar niso zelo dobri v vlogah, ki zahtevajo stalno, nizko ali srednjo oskrbo z električno energijo v daljšem časovnem obdobju. Imajo tudi dolge čase polnjenja.
Litij-ionske lastnosti
Zlasti v primerjavi s svinčeno kislinsko baterijo imajo litij-ionske zasnove visoko razmerje med močjo in težo in močjo. Težko bi si predstavljali sodobne prenosne računalnike, mobilne telefone in druge močne elektronske naprave brez njih baterije, saj bi izpolnjevanje teh potreb po moči z drugimi izvedbami baterij pomenilo bolj okorne baterije s krajšimi življenjske dobe. Obstajajo celo litij-ionske baterije z veliko zmogljivostjo prenapetosti, na primer svinčeve baterije. Imajo pa dve veliki pomanjkljivosti. Prvič, zelo draga je za izdelavo. Drugič, njihova sposobnost zadrževanja polnjenja propade, tudi če baterija ni v uporabi. Svinčena kislinska baterija lahko deluje z dobro zmogljivostjo še nekaj let. Kdor ima eno ali dve bateriji istega mobilnega telefona ali prenosnika eno ali dve leti, ve, da ne more trditi za tipično litij-ionsko baterijo.