Ključna razlika između olovne i litijum-jonske baterije je u tome što olovna baterija zahteva redovno održavanje, ima kraći vek trajanja i jeftina je, dok litijum-jonska baterija ima duži vek trajanja, veću efikasnost i skupa.
Olovna baterija i litijum-jonska baterija su važne tehnologije u industriji punjivih baterija. Ove dvije vrste imaju različite hemijske i fizičke karakteristike.
Šta je olovna baterija?
Olovna baterija je punjiva baterija koju je 1859. godine izumio francuski fizičar Gaston Plante. Bio je to prvi tip punjivih baterija koji je ikada napravljen. Ova baterija se razlikuje od modernih baterija, a ove baterije imaju relativno nisku gustinu energije. Osim toga, ove baterije su sposobne da isporučuju velike udarne struje, što znači da ćelije imaju veliki omjer snage i težine. Štaviše, olovne baterije su jeftinije, što ih čini atraktivnim u automobilskoj industriji. To je zato što može pružiti veliku količinu struje koju zahtijevaju starter motori.
Slika 01: Olovni akumulator za automobil
Pošto je ova vrsta baterija jeftina u poređenju sa modernim baterijama, one su korisne čak i kada je udarna struja beznačajna, a drugi dizajni mogu da obezbede visoku gustoću energije. Prodaja olovnih akumulatora 1999. godine iznosila je oko 40-50% ukupne vrijednosti prodatih baterija širom svijeta.
Tipična olovna baterija sadrži olovni sulfat (PbSO4) i razrijeđenu sumpornu kiselinu (H2SO 4). U stanju pražnjenja, i pozitivne i negativne ploče postaju PbSO4,i elektrolit ima tendenciju da izgubi većinu otopljene sumporne kiseline i formira prvenstveno vodu. Negativna reakcija ploče je sljedeća:
Pb(s) +HSO4–(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
Dva provodna elektrona se oslobađaju u ovom koraku što ovoj elektrodi daje negativan naboj. Akumulacija ovih elektrona stvara električno polje koje može privući vodikove ione i odbiti sulfatne ione. Ovo, zauzvrat, uzrokuje formiranje 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)
Stoga, 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 veću koncentraciju vodene otopine sumporne kiseline. Ovaj elektrolit pohranjuje većinu hemijske energije.
Šta je litijum-jonska baterija?
Litijum-jonska baterija je punjiva baterija sa ćelijama u kojima se litijum-jonski kreću od negativne elektrode do pozitivne elektrode kroz elektrolit tokom pražnjenja. Obrnuti proces se dešava prilikom punjenja. Tipično, litijum-jonske ćelije imaju tendenciju da koriste interkalirano litijevo jedinjenje koje djeluje kao materijal na pozitivnoj elektrodi. Generalno, grafit se koristi na negativnoj elektrodi.
Slika 02: Litijum-jonska baterija
Štaviše, litijum-jonska baterija ima visoku gustinu energije. Ali nema efekta memorije i niskog samopražnjenja. Ćelije baterije se proizvode, dajući prednost ili energiji ili gustini snage. Međutim, litijum-jonske baterije mogu predstavljati opasnost po sigurnost jer sadrže zapaljive elektrolite, koji mogu dovesti do eksplozija i požara nakon oštećenja ili nepravilnog punjenja.
Uobičajeno, negativna elektroda konvencionalne litijum-jonske ćelije je napravljena od ugljenika. Pozitivna elektroda je metalni oksid. Štaviše, elektrolit je litijumova so u organskom rastvaraču. Ovisno o smjeru strujanja struje kroz ćeliju, elektrohemijske uloge elektroda mijenjaju se između anode i katode. U komercijalnoj skali, najčešća anoda je grafit, dok je pozitivna elektroda jedan od tri materijala: slojeviti oksid, polianion ili spinel.
Koja je razlika između olovne i litijum-jonske baterije?
Olovna baterija bila je prva punjiva baterija koja je ikada napravljena. Litijum-jonska baterija je još jedna vrsta punjive baterije. Ključna razlika između olovne i litijum-jonske baterije je u tome što olovna baterija zahteva redovno održavanje, ne traje dugo i jeftina je, dok litijum-jonska baterija ima visoku efikasnost, duži životni vek i skupa.
Sažetak – Olovna kiselina protiv litijum-jonske baterije
Uopšteno govoreći, litijum-jonske baterije su često superiornije od olovnih baterija zbog njihove povezanosti i efikasnosti. Ključna razlika između olovne i litijum-jonske baterije je u tome što olovna baterija zahteva redovno održavanje i ne traje dugo, i jeftina je, dok litijum-jonska baterija ima veću efikasnost, duži životni vek i skupa je.
