Два найбільш відомі вам типи акумуляторів, можливо, навіть не підозрюючи про це, - це свинцево-кислотна батарея та літій-іонна батарея. У більшості автомобілів Америки на борту є свинцево-кислотна батарея, тоді як практично кожен ноутбук Blackberry та портативний комп'ютер отримує живлення від літій-іонної батареї. Один вид акумулятора підходить для вашої машини, а другий для мобільного телефону - це хімічні речовини, що використовуються в батареях кожного типу.
Основи Batery
Акумулятор - це електрохімічний пристрій, тобто він створює електрику завдяки керованим хімічним реакціям між різними речовинами. Більшість акумуляторів, включаючи літій-іонні та свинцево-кислотні батареї, включають анод, катод, а речовина між ними служить електролітом. Анод, як правило, є позитивною клемою, і електричний струм надходить у нього, коли батарея використовується. Катодом, як правило, є негативний термінал, і коли він використовується, з нього витікає електричний струм. Хімія між ними - це те, що забезпечує електричний струм своїм зарядом, але їм потрібна третя речовина у формі електроліту, яка служить середовищем. Якби анод і катод зіткнулися, результатом буде коротке замикання.
Електрохімія свинцевої кислоти
Анод і катод у типовій свинцево-кислотній батареї виготовляються із свинцю та діоксиду свинцю, і їх від’єднує електроліт розчину, який становить приблизно третину сірчаної кислоти. Коли акумулятор розряджає електрику, хімічна реакція поступово перетворює два електроди в сульфат свинцю. Підзарядка акумулятора частково змінює це перетворення.
Літій-іонна електрохімія
Літій-іонні акумулятори використовують різні речовини, загальним елементом є міграція літію між електродами під час реакції виробництва електроенергії. Графіт, як правило, використовується для виготовлення анода, тоді як катоди можуть бути виготовлені з оксиду кобальту літію, фосфату заліза літію або оксиду марганцю літію та інших речовин на основі літію. Електроліт, як правило, є розчином солі літію в органічному розчиннику. Перезарядка літій-іонної батареї змінює міграцію літію в хімічній структурі батареї.
Свинцево-кислотні особливості
Свинцево-кислотні акумулятори - одна з найдавніших практичних конструкцій акумуляторних батарей, що датується серединою 19 століття. Вони мають одну з найнижчих конструкцій акумуляторів, що існують з урахуванням ваги та обсягу енергії, що робить їх дуже великими та важкими для загальної кількості енергії, яку вони можуть видавати. Для них це те, що вони мають дуже високий коефіцієнт перенапруги до ваги, що означає, що вони можуть подати великий поштовх електроенергії відразу. Це робить їх ідеальними для додатків, які потребують великого, раптового сплеску потужності, наприклад, для стартерів автомобілів. Свинцево-кислотні акумулятори також дешеві у виробництві. Однак вони не дуже хороші в ролях, які вимагають постійного, низького або середнього постачання електроенергії протягом тривалого періоду часу. Вони також мають тривалий час перезарядки.
Особливості літій-іонних
Особливо у порівнянні зі свинцево-кислотною батареєю, конструкції з іонним літієм мають високе співвідношення потужності до ваги та потужності до об'єму. Важко уявити сучасні портативні комп’ютери, стільникові телефони та інші енергоємні електронні пристрої без них батареї, оскільки задоволення цих потреб у енергії за інших конструкцій батарей означало б незграбніші батареї з коротшими життя. Існують навіть літій-іонні акумулятори з великою перенапругою, як у свинцево-кислотних акумуляторів. Однак у них є два великі недоліки. По-перше, їх дуже дорого робити. По-друге, їх здатність утримувати заряд знижується, навіть коли акумулятор не використовується. Свинцево-кислотна батарея може працювати протягом декількох років з хорошою ємністю. Той, хто зберігав один і той же акумулятор стільникового телефону або ноутбука рік-два, знає те саме, не можна сказати про типовий літій-іонний акумулятор.
