A legfontosabb különbség az ólom-savas és a lítium-ion akkumulátor között az, hogy az ólom-savas akkumulátor rendszeres karbantartást igényel, rövidebb az élettartama és olcsó, míg a lítium-ion akkumulátor hosszabb élettartamú, nagyobb hatékonyságú és drágább.
Az ólom-savas akkumulátor és a lítium-ion akkumulátor fontos technológiák az újratölthető akkumulátorok iparában. Ennek a két típusnak különböző kémiai és fizikai jellemzői vannak.
Mi az ólom-savas akkumulátor?
Az ólom-sav akkumulátor egy újratölthető akkumulátor, amelyet 1859-ben Gaston Plante francia fizikus talált fel. Ez volt az első típusú újratölthető akkumulátor, amelyet valaha készítettek. Ez az akkumulátor különbözik a modern akkumulátoroktól, és ezeknek az akkumulátoroknak viszonylag alacsony az energiasűrűsége. Ezen túlmenően ezek az akkumulátorok nagy túlfeszültséget is képesek szolgáltatni, ami azt jelenti, hogy a cellák teljesítmény-tömeg aránya nagy. Ráadásul az ólom-savas akkumulátorok olcsóbbak, ami vonzóvá teszi őket az autóiparban. Ennek az az oka, hogy az indítómotorok által igényelt nagy mennyiségű áramot képes biztosítani.
01. ábra: Ólomsavas autóakkumulátor
Mivel az ilyen típusú akkumulátorok olcsók a modern akkumulátorokhoz képest, még akkor is hasznosak, ha a túlfeszültség jelentéktelen, és más kialakítások képesek nagy energiasűrűséget biztosítani. Az ólomakkumulátorok eladása 1999-ben a világszerte eladott akkumulátorok összértékének körülbelül 40-50%-át tette ki.
Egy tipikus ólomsavas akkumulátor ólom-szulfátot (PbSO4) és híg kénsavat (H2SO) tartalmaz 4). Kisülési állapotban mind a pozitív, mind a negatív lemezek PbSO4, -vé válnak, és az elektrolit hajlamos arra, hogy az oldott kénsav nagy részét elveszítse, és elsősorban vizet képezzen. A negatív lemezreakció a következő:
Pb(s) +HSO4–(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
Ebben a lépésben két vezető elektron szabadul fel, ami negatív töltést ad ennek az elektródának. Ezeknek az elektronoknak a felhalmozódása elektromos mezőt hoz létre, amely vonzza a hidrogénionokat és taszítja a szulfátionokat. Ez viszont kettős réteg kialakulását okozza a felszín közelében.
A pozitív lemezreakciót illetően a következőképpen fejezhető ki;
PbO2(s) + HSO4–(aq) + 3H +(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Ezért az ólomakkumulátorban végbemenő általános reakció:
Pb(s) +HSO4–(aq) + 3H+(aq) → 2PbSO4(s) +2H2O(l))
Azonban teljesen feltöltött állapotban a negatív lemez ólmot, a pozitív lemez pedig ólom-dioxidot tartalmaz. Van egy elektrolit oldat, amely nagyobb koncentrációjú vizes kénsavat tartalmaz. Ez az elektrolit tárolja a kémiai energia nagy részét.
Mi az a lítium-ion akkumulátor?
Lítium-ion akkumulátor egy újratölthető akkumulátor cellákkal, amelyekben a lítium-ion a negatív elektródáról a pozitív elektródára mozog egy elektroliton keresztül kisütés közben. Töltéskor fordított folyamat történik. A lítium-ion cellák általában egy interkalált lítiumvegyületet használnak, amely anyagként működik a pozitív elektródán. Általában a negatív elektródánál grafitot használnak.
02. ábra: Lítium-ion akkumulátor
Sőt, a lítium-ion akkumulátor nagy energiasűrűséggel rendelkezik. De nincs memóriaeffektusa és alacsony az önkisülése. Az akkumulátor celláit úgy gyártják, hogy előnyben részesítsék az energiát vagy a teljesítménysűrűséget. A lítium-ion akkumulátorok azonban veszélyt jelenthetnek a biztonságra, mivel gyúlékony elektrolitokat tartalmaznak, amelyek károsodás vagy helytelen töltés esetén robbanáshoz és tüzet okozhatnak.
A hagyományos lítium-ion cellák negatív elektródája általában szénből készül. A pozitív elektróda egy fém-oxid. Ezenkívül az elektrolit egy lítium só szerves oldószerben. A cellán áthaladó áram irányától függően az elektródák elektrokémiai szerepe felcserélődik az anód és a katód között. Kereskedelmi méretekben a legelterjedtebb anód a grafit, míg a pozitív elektróda három anyag egyike: réteges oxid, polianion vagy spinel.
Mi a különbség az ólomsavas és a lítium-ion akkumulátor között?
Ólomsavas akkumulátor volt a legelső újratölthető akkumulátor, amelyet valaha készítettek. A lítium-ion akkumulátor egy másik típusú újratölthető akkumulátor. A legfontosabb különbség a savas és a lítium-ion akkumulátor között az, hogy az ólom-savas akkumulátor rendszeres karbantartást igényel, nem tart sokáig és olcsó, míg a lítium-ion akkumulátor nagy hatásfokú, hosszabb élettartamú és drága.
Összefoglaló – Ólomsav kontra lítium-ion akkumulátor
Általában a lítium-ion akkumulátorok gyakran jobbak, mint az ólom-savas akkumulátorok relativitásuk és hatékonyságuk miatt. A legfontosabb különbség az ólom-savas és a lítium-ion akkumulátor között az, hogy az ólom-savas akkumulátor rendszeres karbantartást igényel, nem tart sokáig, és olcsó, míg a lítium-ion akkumulátor hatékonyabb, hosszabb élettartamú és drágább.
