Ključna razlika između olovne i litij-ionske baterije je u tome što olovno-kiselinska baterija zahtijeva redovito održavanje, ima kraći životni vijek i jeftina je, dok litij-ionska baterija ima dulji životni vijek, veću učinkovitost i skupa je.
Olovna baterija i litij-ionska baterija važne su tehnologije u industriji punjivih baterija. Ove dvije vrste imaju različite kemijske i fizičke značajke.
Što je olovni akumulator?
Olovna baterija je punjiva baterija koju je 1859. izumio francuski fizičar Gaston Plante. Bila je to prva vrsta punjive baterije koja je ikada napravljena. Ova baterija se razlikuje od modernih baterija i ima relativno nisku gustoću energije. Osim toga, ove baterije mogu isporučiti visoke udarne struje, što znači da ćelije imaju veliki omjer snage i težine. Štoviše, olovni akumulatori su jeftiniji, što ih čini atraktivnim u automobilskoj industriji. To je zato što može osigurati veliku količinu struje koju zahtijevaju elektropokretači.
Slika 01: Olovni automobilski akumulator
Budući da je ova vrsta baterije jeftina u usporedbi s modernim baterijama, one su korisne čak i kada je udarna struja beznačajna, a drugi dizajni mogu pružiti visoku gustoću energije. Prodaja olovnih baterija 1999. iznosila je oko 40-50% ukupne vrijednosti prodanih baterija diljem svijeta.
Tipična olovna baterija sadrži olovni sulfat (PbSO4) i razrijeđenu sumpornu kiselinu (H2SO 4). U stanju pražnjenja, i pozitivna i negativna ploča postaju PbSO4,i elektrolit ima tendenciju da izgubi većinu otopljene sumporne kiseline kako bi prvenstveno formirala vodu. Negativna reakcija ploče je sljedeća:
Pb(s) +HSO4–(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
Dva vodljiva elektrona oslobađaju se u ovom koraku što ovoj elektrodi daje negativan naboj. Akumulacija tih elektrona stvara električno polje koje može privući ione vodika i odbiti ione sulfata. To zauzvrat uzrokuje stvaranje dvostrukog sloja blizu površine.
Što se tiče pozitivne reakcije ploče, ona se može izraziti na sljedeći način;
PbO2(s) + HSO4–(aq) + 3H +(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Dakle, ukupna reakcija koja se odvija unutar olovne baterije je;
Pb(s) +HSO4–(aq) + 3H+(aq) → 2PbSO4(s) +2H2O(l)
Međutim, u potpuno napunjenom stanju, negativna ploča sadrži olovo, a pozitivna ploča sadrži olovni dioksid. Postoji elektrolitička otopina koja ima višu koncentraciju vodene otopine sumporne kiseline. Ovaj elektrolit pohranjuje većinu kemijske energije.
Što je litij-ionska baterija?
Litij-ionska baterija je punjiva baterija sa ćelijama u kojima se litij-ion tijekom pražnjenja kreće od negativne elektrode do pozitivne elektrode kroz elektrolit. Prilikom punjenja događa se obrnuti proces. Tipično, litij-ionske ćelije imaju tendenciju da koriste interkalirani spoj litija koji djeluje kao materijal na pozitivnoj elektrodi. Općenito, grafit se koristi na negativnoj elektrodi.
Slika 02: Litij-ionska baterija
Štoviše, litij-ionska baterija ima visoku gustoću energije. Ali nema efekt pamćenja i nisko samopražnjenje. Ćelije baterije se proizvode, dajući prioritet gustoći energije ili snage. Međutim, litij-ionske baterije mogu predstavljati sigurnosnu opasnost jer sadrže zapaljive elektrolite, koji mogu dovesti do eksplozija i požara nakon oštećenja ili nepravilnog punjenja.
Tipično je negativna elektroda konvencionalne litij-ionske ćelije izrađena od ugljika. Pozitivna elektroda je metalni oksid. Štoviše, elektrolit je litijeva sol u organskom otapalu. Ovisno o smjeru protoka struje kroz ćeliju, elektrokemijske uloge elektroda mijenjaju se između anode i katode. U komercijalnom smislu, najčešća anoda je grafit, dok je pozitivna elektroda jedan od tri materijala: slojeviti oksid, polianion ili spinel.
Koja je razlika između olovnih i litij-ionskih baterija?
Olovna kiselinska baterija bila je prva punjiva baterija koja je ikada napravljena. Litij-ionska baterija je još jedna vrsta punjive baterije. Ključna razlika između olovno-kiselinske i litij-ionske baterije je u tome što olovno-kiselinska baterija zahtijeva redovito održavanje, ne traje dugo i jeftina je, dok litij-ionska baterija ima visoku učinkovitost, ima dulji vijek trajanja i skupa je.
Sažetak – Olovno kiselinska naspram litij-ionske baterije
Općenito, litij-ionske baterije su često superiornije od olovnih baterija zbog svoje povezanosti i učinkovitosti. Ključna razlika između olovno-kiselinske i litij-ionske baterije je u tome što olovno-kiselinska baterija zahtijeva redovito održavanje i ne traje dugo, a jeftina je, dok litij-ionska baterija ima veću učinkovitost, dulji životni vijek i skupa je.
