İçerik
- Batery Temelleri
- Kurşun Asit Elektrokimyası
- Lityum İyon Elektrokimyası
- Kurşun Asit Özellikleri
- Lityum İyon Özellikleri
En çok bildiğiniz batarya tiplerinden ikisi, belki de bilmeden, kurşun asit bataryası ve lityum iyon bataryadır. Amerika'daki çoğu otomobil araçta kurşun asitli akü taşıyor, neredeyse her Blackberry ve dizüstü bilgisayar da bir lityum iyon aküden güç alıyor. Bir tür akü aracınız için iyidir, diğeri ise cep telefonunuz için her akü tipinde kullanılan kimyasallardan kaynaklanır.
Batery Temelleri
Bir batarya bir elektrokimyasal cihazdır, yani farklı maddeler arasında kontrollü kimyasal reaksiyonlarla elektrik üretir. Lityum iyon ve kurşun asit bataryalar dahil çoğu batarya, bir anot, bir katot ve bunların arasındaki bir madde bir elektrolit işlevi görür. Anot genellikle pozitif terminaldir ve batarya kullanılırken elektrik akımı ona akar. Katot genellikle negatif terminaldir ve kullanımdayken elektrik akımı ondan dışarı çıkar. Aralarındaki kimya, elektrik akımını yüküyle sağlayan şeydir, ancak bir ortam olarak hizmet etmek için elektrolit formunda üçüncü bir maddeye ihtiyaç duyarlar. Anot ve katot temas ederse, sonuç kısa devre olur.
Kurşun Asit Elektrokimyası
Tipik bir kurşun asit bataryasındaki anot ve katot, kurşun ve kurşun dioksitten yapılır ve kabaca üçte bir oranında sülfürik asit olan bir çözeltinin elektrolitiyle köprülenir. Akü elektriği boşalttığından, kimyasal reaksiyon yavaş yavaş iki elektrotu kurşun sülfata dönüştürür. Bataryanın şarj edilmesi kısmen bu dönüştürmeyi tersine çevirir.
Lityum İyon Elektrokimyası
Lityum iyon piller, çeşitli elementler kullanır; ortak element, elektrik üreten reaksiyon sırasında elektrotlar arasında lityum geçişidir. Grafit tipik olarak anot yapmak için kullanılır, katotlar lityum kobalt oksit, lityum demir fosfat veya lityum manganez oksit ve ayrıca diğer lityum bazlı maddelerden yapılabilir. Elektrolit tipik olarak organik bir çözücü içindeki bir lityum tuzu çözeltisidir. Bir lityum iyon pilin şarj edilmesi, pillerin kimyasındaki lityum göçünü tersine çevirir.
Kurşun Asit Özellikleri
Kurşun asitli aküler, 19. yüzyılın ortalarına dayanan en eski pratik, şarj edilebilir akü tasarımlarından biridir. Var olan en düşük enerji-ağırlık ve enerji-hacimli pil tasarımlarından birine sahipler ve bu sayede ortaya koyabilecekleri toplam güç için onları çok büyük ve ağır hale getiriyorlar. Onlar için yaptıkları şey, ağırlık artış oranının çok yüksek olması, yani aynı anda büyük bir elektrik sarsıntısı sağlayabilecekleri. Bu, otomobil starterleri gibi büyük, ani bir güç dalgalanması gerektiren uygulamalar için mükemmel olmasını sağlar. Kurşun asitli akülerin üretimi de ucuzdur. Bununla birlikte, uzun bir süre boyunca sürekli, düşük veya orta dereceli bir elektrik kaynağı gerektiren rollerde çok iyi değillerdir. Ayrıca uzun şarj süreleri vardır.
Lityum İyon Özellikleri
Özellikle kurşun asit batarya ile karşılaştırıldığında, lityum iyon tasarımları yüksek bir ağırlık / güç ve hacim-güç oranına sahiptir. Modern dizüstü bilgisayarları, cep telefonlarını ve susuz diğer elektronik cihazları bu batarya olmadan hayal etmek zor olurdu, çünkü bu batarya taleplerini diğer batarya tasarımlarıyla karşılamak, daha kısa ömürlü daha clunkier bataryaları anlamına geliyor. Kurşun asitli bir akününki gibi büyük bir aşırı akma kabiliyetine sahip lityum iyon aküler bile vardır. Ancak, iki büyük dezavantajları var. İlk olarak, yapılması çok pahalıdır. İkinci olarak, şarj tutma yetenekleri pil kullanılmadığında bile azalır. Bir kurşun asit batarya birkaç yıl boyunca iyi kapasite ile çalışmaya devam edebilir. Aynı cep telefonunu ya da dizüstü bilgisayar pilini bir veya iki yıl boyunca elinde tutanlar aynı şeyi bilir ki, tipik lityum iyon pil ile söylenemez.