Tartalom
- Batery alapjai
- Ólomsav-elektrokémia
- Lítium-ion elektrokémia
- Ólomsav tulajdonságok
- Lítium-ion tulajdonságok
Két olyan akkumulátortípus, amelyek közül a legjobban ismeritek, talán anélkül, hogy tudnánk is, a ólomsav akkumulátor és a lítium-ion akkumulátor. Amerikában a legtöbb autó ólomsav akkumulátort tartalmaz, és gyakorlatilag minden Blackberry és laptop számítógép lítium-ion akkumulátorral kap energiát. Az egyik akkumulátor jó az autójára, a másik a mobiltelefonra, az egyes akkumulátor típusokban használt vegyi anyagokból származik.
Batery alapjai
Az akkumulátor elektrokémiai eszköz, azaz az elektromos áramot képezi a különféle anyagok közötti ellenőrzött kémiai reakciók révén. A legtöbb elem, beleértve a lítium-ion és az ólom-sav akkumulátorokat, tartalmaz egy anódot, katódot és egy köztük lévő anyag elektrolitként szolgál. Az anód általában a pozitív kivezetés, és az akkumulátor használatakor az áram áramlik bele. A katód általában a negatív terminál, és használat közben az áram áramlik belőle. A köztük levõ kémia biztosítja az elektromos áramot a töltésével, ám közegként harmadik anyag, elektrolit formájában szükséges. Ha az anód és a katód érintkezésbe kerül, rövidzárlatot eredményezhet.
Ólomsav-elektrokémia
A tipikus ólomsavas akkumulátorban az anód és a katód ólomból és ólom-dioxidból készül, és hidat képeznek egy oldat elektrolitjával, amely nagyjából egyharmados kénsav. Amint az akkumulátor lemeríti az elektromosságot, a kémiai reakció fokozatosan átalakítja a két elektródot ólom-szulfáttá. Az akkumulátor újratöltése részben megfordítja az átalakítást.
Lítium-ion elektrokémia
A lítium-ion akkumulátorok különféle anyagokat használnak, a közös elem a lítium vándorlása az elektródák között az áramtermelő reakció során. Az anód előállításához általában a grafitot használják, míg a katódok lítium-kobalt-oxidból, lítium-vas-foszfátból vagy lítium-mangán-oxidból és egyéb lítium-alapú anyagokból készülhetnek. Az elektrolit általában lítium-só szerves oldószerben készült oldata. A lítium-ion akkumulátor újratöltése megfordítja a lítium vándorlását az akkumulátorok kémiájában.
Ólomsav tulajdonságok
Az ólomsav akkumulátorok a legrégebbi praktikus, újratölthető akkumulátorok, amelyek a 19. század közepére nyúlnak vissza. Az egyik legalacsonyabb energiatömegű és energiamennyiségű akkumulátor-konstrukció létezik, ami nagyon nagy és nehéz teljes energiáért teszi őket. Számukra az az, hogy nagyon magas a túlfeszültség-súly arányuk, azaz nagy energiát adnak egyszerre. Ezáltal tökéletesen alkalmazható olyan alkalmazásokhoz, ahol nagy, hirtelen áramkimaradásra van szükség, például autóindítókhoz. Az ólomsavas akkumulátorokat szintén olcsón lehet előállítani. Nagyon jóak azok a szerepek, amelyek hosszú ideig folyamatos, alacsony vagy közepes szintű villamosenergia-ellátást igényelnek. Hosszú feltöltési idejük is van.
Lítium-ion tulajdonságok
Különösen az ólom-sav akkumulátorokkal összehasonlítva a lítium-ion konstrukciók nagy teljesítmény-tömeg és teljesítmény-térfogat arányban vannak. Nehéz elképzelni a modern hordozható számítógépeket, mobiltelefonokat és más energiaszükségleteket igénylő elektronikus eszközöket ezek nélkül az akkumulátorok nélkül, mert ha ezeket az energiaigényeket más akkumulátor-tervekkel teljesíteni kellene, rövidebb élettartamú, csúnyabb akkumulátorokat jelentene. Vannak még olyan lítium-ion akkumulátorok is, amelyek nagy túlfeszültséggel bírnak, mint például az ólom-sav akkumulátorok. Két nagy hátrányuk van azonban. Először is nagyon drágák elkészítése. Másodszor, töltőképességük akkor is romlik, ha az akkumulátort nem használják. Az ólomsav akkumulátor jó kapacitással működhet több éven keresztül. Aki a mobiltelefon vagy a laptop akkumulátorát egy vagy két évig megtartotta, ugyanazt tudja, ez nem mondható el a tipikus lítium-ion akkumulátorról.