Ключовата разлика между оловно-киселинната и литиево-йонната батерия е, че оловно-киселинната батерия изисква редовна поддръжка, има по-кратък живот и е евтина, докато литиево-йонната батерия има по-дълъг живот, по-висока ефективност и е скъпа.
Оловно-киселинната батерия и литиево-йонната батерия са важни технологии в производството на акумулаторни батерии. Тези два вида имат различни химични и физични характеристики.
Какво е оловно-киселинна батерия?
Оловно-киселинната батерия е презареждаема батерия, която е изобретена през 1859 г. от френския физик Гастон Планте. Това беше първият тип акумулаторна батерия, който някога е бил направен. Тази батерия е различна от съвременните батерии и тези батерии имат относително ниска енергийна плътност. В допълнение, тези батерии са в състояние да доставят високи ударни токове, което означава, че клетките имат голямо съотношение мощност към тегло. Освен това оловно-киселинните батерии са по-евтини, което ги прави привлекателни в автомобилната индустрия. Това е така, защото може да осигури голямо количество ток, както се изисква от стартерните двигатели.
Фигура 01: Оловно-киселинна автомобилна батерия
Тъй като този тип батерии са евтини в сравнение със съвременните батерии, те са полезни дори когато ударният ток е незначителен, а други конструкции са в състояние да осигурят висока енергийна плътност. Продажбата на оловно-киселинни батерии през 1999 г. беше около 40-50% от общата стойност на продадените батерии по целия свят.
Типичната оловно-киселинна батерия съдържа оловен сулфат (PbSO4) и разредена сярна киселина (H2SO 4). В състояние на разреждане както положителните, така и отрицателните пластини стават PbSO4,и електролитът има тенденция да губи по-голямата част от разтворената сярна киселина, за да образува основно вода. Отрицателната реакция на плочата е както следва:
Pb(s) +HSO4–(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
Два проводящи електрона се освобождават на тази стъпка, което дава на този електрод отрицателен заряд. Натрупването на тези електрони създава електрическо поле, което може да привлича водородни йони и да отблъсква сулфатни йони. Това от своя страна води до образуването на двоен слой близо до повърхността.
Що се отнася до положителната реакция на плаката, тя може да се изрази по следния начин;
PbO2(s) + HSO4–(aq) + 3H +(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Следователно цялостната реакция, която протича в оловно-киселинната батерия е;
Pb(s) +HSO4–(aq) + 3H+(aq) → 2PbSO4(s) +2H2O(l)
Въпреки това, в напълно заредено състояние, отрицателната плоча съдържа олово, а положителната плоча съдържа оловен диоксид. Съществува електролитен разтвор с по-висока концентрация на воден разтвор на сярна киселина. Този електролит съхранява по-голямата част от химическата енергия.
Какво е литиево-йонна батерия?
Литиево-йонната батерия е акумулаторна батерия с клетки, в които литиевите йони се движат от отрицателния към положителния електрод през електролит по време на разреждане. Обратният процес се случва при зареждане. Обикновено литиево-йонните клетки са склонни да използват интеркалирано литиево съединение, което действа като материал на положителния електрод. Обикновено при отрицателния електрод се използва графит.
Фигура 02: Литиево-йонна батерия
Освен това литиево-йонната батерия има висока енергийна плътност. Но няма ефект на паметта и има нисък саморазряд. Клетките на батерията се произвеждат, като се дава приоритет или на енергията, или на плътността на мощността. Въпреки това литиево-йонните батерии могат да представляват опасност за безопасността, тъй като съдържат запалими електролити, които могат да доведат до експлозии и пожари при повреда или неправилно зареждане.
Обикновено отрицателният електрод на конвенционалната литиево-йонна клетка е направен от въглерод. Положителният електрод е метален оксид. Освен това електролитът е литиева сол в органичен разтворител. В зависимост от посоката на протичане на тока през клетката, електрохимичните роли на електродите се обръщат между анода и катода. В търговски мащаб най-често срещаният анод е графитът, докато положителният електрод е един от трите материала: слоест оксид, полианион или шпинел.
Каква е разликата между оловно-киселинна и литиево-йонна батерия?
Оловно-киселинната батерия беше първата акумулаторна батерия, правена някога. Литиево-йонната батерия е друг тип акумулаторна батерия. Ключовата разлика между оловно-киселинната и литиево-йонната батерия е, че оловно-киселинната батерия изисква редовна поддръжка, не издържа дълго и е евтина, докато литиево-йонната батерия има висока ефективност, има по-дълъг живот и е скъпа.
Обобщение – оловно-киселинна срещу литиево-йонна батерия
Като цяло литиево-йонните батерии често са по-добри от оловно-киселинните батерии поради тяхната относителност и ефективност. Ключовата разлика между оловно-киселинната и литиево-йонната батерия е, че оловно-киселинната батерия изисква редовна поддръжка и не издържа дълго и е евтина, докато литиево-йонната батерия има по-висока ефективност, по-дълъг живот и е скъпа.
