Obsah
- Základy Batery
- Elektrochémia olova
- Lítium-iónová elektrochémia
- Funkcie olovnatých kyselín
- Lítium-iónové vlastnosti
Dva z typov batérií, s ktorými ste oboznámení, možno bez toho, aby ste to vedeli, sú olovená batéria a lítium-iónová batéria. Väčšina automobilov v Amerike má zabudovanú olovenú batériu, zatiaľ čo prakticky každý počítač Blackberry a prenosný počítač získava energiu z lítium-iónovej batérie. Jeden druh batérie je dobrý pre vaše auto a druhý pre váš mobilný telefón pochádza z chemikálií používaných vo vnútri každého typu batérie.
Základy Batery
Batéria je elektrochemické zariadenie, čo znamená, že vytvára energiu prostredníctvom kontrolovaných chemických reakcií medzi rôznymi látkami. Väčšina batérií vrátane lítium-iónových a olovených batérií obsahuje anódu, katódu a látka medzi nimi slúži ako elektrolyt. Anóda je zvyčajne kladný pól a do nej do nej prúdi elektrický prúd, keď sa používa batéria. Katóda je obvykle záporná svorka a pri použití z nej prúdi elektrický prúd. Chémia medzi nimi je to, čo dodáva elektrický prúd s jeho nábojom, ale na to, aby slúžilo ako médium, vyžaduje tretiu látku vo forme elektrolytu. Ak by sa anóda a katóda dostali do kontaktu, výsledkom by bol skrat.
Elektrochémia olova
Anóda a katóda v typickej olovenej kyselinovej batérii sú vyrobené z olova a oxidu olovnatého a sú premostené elektrolytom roztoku, ktorým je zhruba jedna tretina kyseliny sírovej. Keď batéria vybíja elektrinu, chemická reakcia postupne premieňa tieto dve elektródy na síran olovnatý. Dobíjanie batérie čiastočne zmení túto konverziu.
Lítium-iónová elektrochémia
Lítium-iónové batérie používajú rôzne látky, pričom spoločným prvkom je migrácia lítia medzi elektródami počas reakcie produkujúcej elektrinu. Na výrobu anódy sa zvyčajne používa grafit, zatiaľ čo katódy môžu byť vyrobené z oxidu kobaltu lítneho, fosforečnanu lítno-železitého alebo oxidu mangánu lítneho a iných látok na báze lítia. Elektrolyt je zvyčajne roztok lítnej soli v organickom rozpúšťadle. Nabitie lítium-iónovej batérie obráti migráciu lítia v chémii batterií.
Funkcie olovnatých kyselín
Olovené akumulátory sú jedným z najstarších praktických dizajnov nabíjateľných batérií, ktoré sa datujú do polovice 19. storočia. Majú jeden z dizajnov batérií s najnižšou energetickou hmotnosťou a objemovou hmotnosťou, vďaka čomu sú veľmi veľké a ťažké na celkové množstvo energie, ktorú môžu dať. Čo pre ne robia, je to, že majú veľmi vysoký pomer prepätia k hmotnosti, čo znamená, že dokážu dodať naraz veľké množstvo elektriny. Vďaka tomu sú ideálne pre aplikácie, ktoré potrebujú veľký náhly nárast energie, ako sú napríklad štartéry do auta. Výroba olovených batérií je tiež lacná. Neprinášajú však veľmi dobré úlohy, ktoré si vyžadujú dlhodobé stabilné, nízke alebo stredné zásobovanie elektrinou. Majú tiež dlhé doby nabíjania.
Lítium-iónové vlastnosti
Obzvlášť v porovnaní s olovenou batériou majú dizajny lítium-iónový vysoký pomer výkonu k hmotnosti a výkonu k objemu. Bolo by ťažké predstaviť si moderné prenosné počítače, mobilné telefóny a ďalšie elektronické zariadenia s veľkým smädom bez týchto batérií, pretože splnenie týchto požiadaviek na energiu pomocou iných dizajnov batérií by znamenalo, že batéria typu clunkier s kratšou životnosťou bude kratšia. Existujú dokonca lítium-iónové batérie s veľkou prepäťovou schopnosťou, napríklad pri olovenej kyselinovej batérii. Majú však dve veľké nedostatky. Po prvé, sú veľmi drahé. Po druhé, ich schopnosť udržať nabíjanie klesá, aj keď sa batéria nepoužíva. Olovená batéria môže fungovať s dobrou kapacitou niekoľko rokov. O typickej lítium-iónovej batérii nemožno hovoriť nikoho, kto má rovnaký mobilný telefón alebo batériu pre laptop už rok alebo dva.