Ključna razlika med svinčeno kislinsko in litij-ionsko baterijo je, da svinčevo kislinska baterija zahteva redno vzdrževanje, ima krajšo življenjsko dobo in je poceni, medtem ko ima litij-ionska baterija daljšo življenjsko dobo, večjo učinkovitost in je draga.
Svinčena baterija in litij-ionska baterija sta pomembni tehnologiji v industriji baterij za ponovno polnjenje. Ti dve vrsti imata različne kemične in fizikalne lastnosti.
Kaj je svinčeno-kislinska baterija?
Svinčena baterija je polnilna baterija, ki jo je leta 1859 izumil francoski fizik Gaston Plante. To je bila prva vrsta polnilne baterije, ki je bila kdaj izdelana. Ta baterija se razlikuje od sodobnih baterij, poleg tega imajo te baterije relativno nizko energijsko gostoto. Poleg tega lahko te baterije zagotavljajo visoke udarne tokove, kar pomeni, da imajo celice veliko razmerje med močjo in težo. Poleg tega so svinčevi akumulatorji cenejši, zaradi česar so privlačni v avtomobilski industriji. To je zato, ker lahko zagotovi visoko količino toka, kot ga zahtevajo zaganjalniki.
Slika 01: Svinčev avtomobilski akumulator
Ker je ta vrsta baterije poceni v primerjavi s sodobnimi baterijami, so uporabne tudi, ko je udarni tok zanemarljiv, druge izvedbe pa lahko zagotovijo visoko energijsko gostoto. Prodaja svinčenih baterij je leta 1999 znašala približno 40-50 % celotne vrednosti prodanih baterij po vsem svetu.
Tipičen svinčev akumulator vsebuje svinčev sulfat (PbSO4) in razredčeno žveplovo kislino (H2SO 4). V stanju praznjenja tako pozitivna kot negativna plošča postaneta PbSO4,in elektrolit izgubi večino raztopljene žveplove kisline, da nastane predvsem voda. Negativna reakcija plošče je naslednja:
Pb(s) +HSO4–(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
Na tem koraku se sprostita dva prevodna elektrona, kar daje tej elektrodi negativen naboj. Kopičenje teh elektronov ustvarja električno polje, ki lahko pritegne vodikove ione in odbija sulfatne ione. To pa povzroči nastanek dvojne plasti blizu površine.
Kar zadeva pozitivno reakcijo plošče, jo lahko izrazimo takole;
PbO2(s) + HSO4–(aq) + 3H +(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Zato je splošna reakcija, ki se odvija v svinčevi bateriji;
Pb(s) +HSO4–(aq) + 3H+(aq) → 2PbSO4(s) +2H2O(l)
Vendar v popolnoma napolnjenem stanju negativna plošča vsebuje svinec, pozitivna plošča pa svinčev dioksid. Obstaja elektrolitska raztopina z višjo koncentracijo vodne žveplove kisline. Ta elektrolit shrani večino kemične energije.
Kaj je litij-ionska baterija?
Litij-ionska baterija je polnilna baterija s celicami, v katerih se litij-ion med praznjenjem premika od negativne elektrode k pozitivni elektrodi skozi elektrolit. Pri polnjenju se zgodi obraten proces. Običajno litij-ionske celice običajno uporabljajo interkalirano litijevo spojino, ki deluje kot material na pozitivni elektrodi. Na splošno se na negativni elektrodi uporablja grafit.
Slika 02: Litij-ionska baterija
Poleg tega ima litij-ionska baterija visoko energijsko gostoto. Vendar nima spominskega učinka in ima nizko samopraznjenje. Celice baterije so izdelane tako, da dajejo prednost energiji ali gostoti moči. Vendar pa lahko litij-ionske baterije ogrožajo varnost, ker vsebujejo vnetljive elektrolite, ki lahko pri poškodbah ali nepravilnem polnjenju povzročijo eksplozije in požare.
Običajno je negativna elektroda običajne litij-ionske celice izdelana iz ogljika. Pozitivna elektroda je kovinski oksid. Poleg tega je elektrolit litijeva sol v organskem topilu. Odvisno od smeri toka, ki teče skozi celico, se elektrokemične vloge elektrod zamenjajo med anodo in katodo. V komercialnem merilu je najpogostejša anoda grafit, medtem ko je pozitivna elektroda eden od treh materialov: plastni oksid, polianion ali spinel.
Kakšna je razlika med svinčeno kislinsko in litij-ionsko baterijo?
Svinčevo-kislinska baterija je bila prva izdelana baterija za ponovno polnjenje. Litij-ionska baterija je druga vrsta polnilne baterije. Ključna razlika med svinčeno kislinsko in litij-ionsko baterijo je v tem, da svinčevo kislinska baterija zahteva redno vzdrževanje, ni dolgotrajna in je poceni, medtem ko ima litij-ionska baterija visoko učinkovitost, daljšo življenjsko dobo in je draga.
Povzetek – svinčeno kislinska baterija proti litij-ionski bateriji
Na splošno so litij-ionske baterije zaradi svoje primerljivosti in učinkovitosti pogosto boljše od svinčenih. Ključna razlika med svinčeno kislinsko in litij-ionsko baterijo je v tem, da svinčevo kislinska baterija zahteva redno vzdrževanje in ni dolgotrajna ter je poceni, medtem ko ima litij-ionska baterija večjo učinkovitost, daljšo življenjsko dobo in je draga.
