Lithium-ion batterier Vs. Bly-syre

Indhold

• Grundlæggende om batery
• Blysyreelektrokemi
• Lithium Ion Elektrokemi
• Blysyrefunktioner
• Lithium-ion-funktioner

To af de batterityper, som du er mest bekendt med, måske uden engang at vide det, er blysyrebatteriet og lithium-ion-batteriet. De fleste biler i Amerika har et blybatteri ombord, mens stort set alle Blackberry- og bærbare computere får sin magt fra et lithium-ion-batteri. Den ene type batteri er god til din bil, og den anden til din mobiltelefon stammer fra kemikalierne, der bruges i hver batteritype.

Grundlæggende om batery

Et batteri er en elektrokemisk enhed, hvilket betyder, at det skaber elektricitet gennem kontrollerede kemiske reaktioner mellem forskellige stoffer. De fleste batterier, inklusive lithiumion- og blysyrebatterier, inkluderer en anode, en katode, og et stof mellem dem tjener som en elektrolyt. Anoden er normalt den positive terminal, og elektrisk strøm strømmer ind i den, når batteriet er i brug. Katoden er normalt den negative terminal, og når den er i brug, strømmer elektrisk strøm ud af den. Kemien imellem dem er det, der giver den elektriske strøm dens ladning, men de kræver et tredje stof i form af en elektrolyt for at tjene som et medium. Hvis anoden og katoden kom i kontakt, ville resultatet være en kortslutning.

Blysyreelektrokemi

Anoden og katoden i et typisk blysyrebatteri er fremstillet af bly og blydioxid, og de er overbrudt af en elektrolyt af en opløsning, der er omtrent en tredjedel svovlsyre. Når batteriet tømmer elektricitet, konverteres den kemiske reaktion gradvist de to elektroder til bly sulfat. Genopladning af batteriet reverserer konvertering delvist.

Lithium Ion Elektrokemi

Lithium-ion-batterier bruger en række stoffer, hvor det fælles element er migration af lithium mellem elektroderne under den elektricitetsproducerende reaktion. Grafit bruges typisk til at fremstille anoden, mens katoder kan fremstilles af lithium-koboltoxid, lithium-jernfosfat eller lithiummanganoxid og andre lithium-baserede stoffer derudover. Elektrolytten er typisk en opløsning af lithiumsalt i et organisk opløsningsmiddel. Genopladning af et lithium-ion-batteri vender migrationen af ​​lithium i batteriets kemi.

Blysyrefunktioner

Blysyrebatterier er et af de ældste praktiske, genopladelige batterikonstruktioner, der går tilbage til midten af ​​det 19. århundrede. De har en af ​​de laveste energi-til-vægt og energi-til-volumen batteri design i eksistensen, hvilket gør dem meget store og tunge for den samlede mængde strøm, de kan slukke. Hvad de gør for dem, er at de har et meget højt vægt-forhold til vægt, hvilket betyder, at de kan levere et stort stød af elektricitet på én gang. Dette gør dem perfekte til applikationer, der har brug for en stor, pludselig strømstød, såsom bilstartere. Blysyrebatterier er også billige at fremstille. De er dog ikke meget gode i roller, der kræver en jævn, lav eller midlertidig forsyning af elektricitet over en lang periode. De har også lange opladningstider.

Lithium-ion-funktioner

Især sammenlignet med et blybatteri har lithiumion-design et højt forhold mellem vægt og vægt og volumen. Det ville være svært at forestille sig moderne bærbare computere, mobiltelefoner og andre magt-tørstige elektroniske enheder uden disse batterier, for at imødekomme disse strømkrav med andre batteridesign ville betyde klunkere batterier med kortere levetid. Der er endda lithium-ion-batterier med en stor strømkapacitet, som for et blysyrebatteri. De har imidlertid to store ulemper. For det første er de meget dyre at fremstille. For det andet forfalder deres evne til at holde en opladning, selv når batteriet ikke er i brug. Et blybatteri kan fortsætte med at arbejde med god kapacitet i flere år. Enhver, der har opbevaret det samme mobiltelefon- eller laptopbatteri i et år eller to, ved det samme, kan ikke siges om det typiske lithium-ion-batteri.