เทียบกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน กรดตะกั่ว

แบตเตอรี่สองประเภทที่คุณคุ้นเคยมากที่สุดคือแบตเตอรี่กรดตะกั่วและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน รถยนต์ส่วนใหญ่ในอเมริกามีแบตเตอรี่ตะกั่วกรดในตัว ในขณะที่คอมพิวเตอร์ Blackberry และแล็ปท็อปแทบทุกเครื่องได้รับพลังงานจากแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ชนิดหนึ่งดีสำหรับรถยนต์ของคุณและอีกชนิดหนึ่งสำหรับโทรศัพท์มือถือของคุณเกิดจากสารเคมีที่ใช้ภายในแบตเตอรี่แต่ละประเภท

แบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าเคมี ซึ่งหมายความว่าจะสร้างกระแสไฟฟ้าผ่านปฏิกิริยาเคมีที่ควบคุมระหว่างสารต่างๆ แบตเตอรี่ส่วนใหญ่ รวมทั้งแบตเตอรี่ลิเทียมไอออนและตะกั่วกรด ประกอบด้วยแอโนด แคโทด และสารระหว่างกันทำหน้าที่เป็นอิเล็กโทรไลต์ ขั้วบวกมักจะเป็นขั้วบวก และกระแสไฟฟ้าจะไหลเข้าไปเมื่อแบตเตอรี่ถูกใช้งาน แคโทดมักจะเป็นขั้วลบ และเมื่อมีการใช้งานกระแสไฟฟ้าจะไหลออกมา เคมีระหว่างพวกเขาคือสิ่งที่ให้กระแสไฟฟ้ากับประจุ แต่พวกเขาต้องการสารที่สามในรูปของอิเล็กโทรไลต์เพื่อทำหน้าที่เป็นตัวกลาง ถ้าขั้วแอโนดและแคโทดสัมผัสกัน ผลลัพธ์จะเป็นไฟฟ้าลัดวงจร

แอโนดและแคโทดในแบตเตอรี่กรดตะกั่วทั่วไปทำจากตะกั่วและตะกั่วไดออกไซด์ และเชื่อมต่อกันด้วยอิเล็กโทรไลต์ของสารละลายที่เป็นกรดซัลฟิวริกประมาณหนึ่งในสาม เมื่อแบตเตอรี่คายประจุไฟฟ้า ปฏิกิริยาเคมีจะค่อยๆ เปลี่ยนอิเล็กโทรดทั้งสองให้เป็นตะกั่วซัลเฟต การชาร์จแบตเตอรี่ใหม่จะทำให้การแปลงกลับเป็นบางส่วน

แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนใช้สารหลายชนิด โดยองค์ประกอบทั่วไปคือการโยกย้ายของลิเธียมระหว่างอิเล็กโทรดระหว่างปฏิกิริยาการผลิตไฟฟ้า กราไฟต์มักใช้ทำแอโนด ในขณะที่แคโทดสามารถทำจากลิเธียมโคบอลต์ออกไซด์ ลิเธียมเหล็กฟอสเฟตหรือลิเธียมแมงกานีสออกไซด์ และสารอื่นๆ ที่ใช้ลิเธียม อิเล็กโทรไลต์โดยทั่วไปจะเป็นสารละลายของเกลือลิเธียมในตัวทำละลายอินทรีย์ การชาร์จแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนจะย้อนกลับการย้ายถิ่นของลิเธียมในคุณสมบัติทางเคมีของแบตเตอรี่

แบตเตอรี่ตะกั่วกรดเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จซ้ำได้ในทางปฏิบัติที่เก่าแก่ที่สุดรูปแบบหนึ่ง ซึ่งมีอายุย้อนไปถึงกลางศตวรรษที่ 19 พวกเขามีหนึ่งในการออกแบบแบตเตอรี่พลังงานต่อน้ำหนักและพลังงานต่อปริมาตรที่ต่ำที่สุดที่มีอยู่ ทำให้มีขนาดใหญ่และหนักมากสำหรับปริมาณพลังงานทั้งหมดที่พวกเขาสามารถดับได้ สิ่งที่พวกเขาทำเพื่อพวกเขาก็คือพวกเขามีอัตราส่วนไฟกระชากต่อน้ำหนักที่สูงมาก ซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถส่งกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ทั้งหมดในคราวเดียว ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการไฟกระชากอย่างกะทันหัน เช่น สตาร์ทรถ แบตเตอรี่กรดตะกั่วยังมีราคาถูกในการผลิต อย่างไรก็ตาม บทบาทเหล่านี้ไม่ค่อยดีนักในบทบาทที่ต้องใช้ไฟฟ้าสม่ำเสมอ ต่ำ หรือปานกลางในระยะเวลานาน พวกเขายังมีเวลาชาร์จนาน

โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับแบตเตอรี่ตะกั่วกรด การออกแบบลิเธียมไอออนมีอัตราส่วนกำลังต่อน้ำหนักและกำลังต่อปริมาตรสูง คงเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการถึงคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปสมัยใหม่ โทรศัพท์มือถือ และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ที่กระหายพลังงานหากไม่มีสิ่งเหล่านี้ แบตเตอรี่ เพราะการที่จะตอบสนองความต้องการพลังงานเหล่านั้นด้วยการออกแบบแบตเตอรี่แบบอื่นๆ ย่อมหมายถึงแบตเตอรี่ที่อึดขึ้นด้วยแบตเตอรี่ที่สั้นลง ตลอดชีวิต มีแม้กระทั่งแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการกระชากสูง เช่นเดียวกับแบตเตอรี่กรดตะกั่ว อย่างไรก็ตาม พวกเขามีข้อเสียใหญ่สองประการ ประการแรกมีราคาแพงมาก ประการที่สอง ความสามารถในการเก็บประจุจะลดลงแม้ในขณะที่ไม่ได้ใช้งานแบตเตอรี่ แบตเตอรี่กรดตะกั่วสามารถทำงานต่อไปได้ด้วยความจุที่ดีเป็นเวลาหลายปี ใครก็ตามที่ใช้แบตเตอรี่โทรศัพท์มือถือหรือแล็ปท็อปเครื่องเดิมมาเป็นเวลาหนึ่งปีหรือสองปีจะรู้ดีว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปไม่สามารถพูดถึงแบตเตอรี่แบบเดียวกันได้