Lityum İyon Piller Vs. Kurşun Asit

Belki de bilmeden en aşina olduğunuz pil türlerinden ikisi, kurşun asitli pil ve lityum iyon pildir. Amerika'daki çoğu arabada kurşun asit pil bulunurken, neredeyse her Blackberry ve dizüstü bilgisayar gücünü bir lityum iyon pilden alır. Bir tür pil arabanız için iyidir ve diğeri cep telefonunuz için her pil türünün içinde kullanılan kimyasallardan kaynaklanır.

Pil, elektrokimyasal bir cihazdır, yani farklı maddeler arasındaki kontrollü kimyasal reaksiyonlar yoluyla elektrik üretir. Lityum iyon ve kurşun asit piller de dahil olmak üzere çoğu pil bir anot, bir katot içerir ve bunların arasında elektrolit görevi gören bir madde bulunur. Anot genellikle pozitif terminaldir ve pil kullanımdayken elektrik akımı ona akar. Katot genellikle negatif terminaldir ve kullanım sırasında elektrik akımı ondan dışarı akar. Aralarındaki kimya, elektrik akımına yükünü sağlayan şeydir, ancak ortam olarak hizmet etmek için elektrolit şeklinde üçüncü bir maddeye ihtiyaç duyarlar. Anot ve katot temas ederse, sonuç kısa devre olur.

Tipik bir kurşun asit bataryadaki anot ve katot, kurşun ve kurşun dioksitten yapılır ve kabaca üçte bir sülfürik asit olan bir çözeltinin elektroliti ile köprülenirler. Pil elektriği boşaltırken, kimyasal reaksiyon iki elektrotu yavaş yavaş kurşun sülfata dönüştürür. Pili yeniden şarj etmek, bu dönüşümü kısmen tersine çevirir.

Lityum iyon piller, elektrik üreten reaksiyon sırasında elektrotlar arasında lityumun geçişi olan ortak unsurla çeşitli maddeler kullanır. Grafit tipik olarak anot yapmak için kullanılırken, katotlar lityum kobalt oksit, lityum demir fosfat veya lityum manganez oksit ve bunun yanı sıra diğer lityum bazlı maddelerden yapılabilir. Elektrolit tipik olarak organik bir çözücü içinde bir lityum tuzu çözeltisidir. Bir lityum iyon pilin yeniden şarj edilmesi, pil kimyasındaki lityumun geçişini tersine çevirir.

Kurşun asit piller, 19. yüzyılın ortalarına kadar uzanan en eski pratik, şarj edilebilir pil tasarımlarından biridir. Var olan en düşük enerji-ağırlık ve enerji-hacim pil tasarımlarından birine sahipler, bu da onları çıkarabilecekleri toplam güç miktarı için çok büyük ve ağır yapıyor. Onlar için yaptıkları şey, çok yüksek bir dalgalanma-ağırlık oranına sahip olmaları, yani aynı anda büyük bir elektrik sarsıntısı verebilmeleridir. Bu, onları araba marşları gibi büyük, ani bir güç dalgalanmasına ihtiyaç duyan uygulamalar için mükemmel kılar. Kurşun asit pillerin üretimi de ucuzdur. Ancak, uzun bir süre boyunca sabit, düşük veya orta düzeyde bir elektrik kaynağı gerektiren rollerde pek iyi değiller. Ayrıca uzun şarj süreleri vardır.

Özellikle bir kurşun asit pil ile karşılaştırıldığında, lityum iyon tasarımları yüksek bir güç-ağırlık ve güç-hacim oranına sahiptir. Bunlar olmadan modern dizüstü bilgisayarları, cep telefonlarını ve diğer güce susamış elektronik cihazları hayal etmek zor olurdu. piller, çünkü bu güç taleplerini diğer pil tasarımlarıyla karşılamak, daha kısa pillere sahip daha hantal piller anlamına gelir. ömürler. Kurşun asitli bir pilinki gibi büyük bir dalgalanma kapasitesine sahip lityum iyon piller bile var. Ancak, iki büyük dezavantajı var. İlk olarak, bunları yapmak çok pahalıdır. İkincisi, pil kullanımda olmadığında bile şarj tutma yetenekleri azalır. Bir kurşun asit pil, birkaç yıl boyunca iyi bir kapasiteyle çalışmaya devam edebilir. Aynı cep telefonu veya dizüstü bilgisayar pilini bir veya iki yıldır elinde tutan biri, aynı şeyin tipik lityum iyon pil için söylenemez.