Nøgleforskellen mellem blysyre- og lithium-ion-batteri er, at bly-batterier kræver regelmæssig vedligeholdelse, har en kortere levetid og er billige, hvorimod lithium-ion-batterier har en længere levetid, højere effektivitet og er dyrt.
Blybatteri og lithium-ion-batteri er vigtige teknologier i industrien for genopladelige batterier. Disse to typer har forskellige kemiske og fysiske egenskaber.
Hvad er et blybatteri?
Blybatteri er et genopladeligt batteri, der blev opfundet i 1859 af den franske fysiker Gaston Plante. Det var den første type genopladeligt batteri, der nogensinde blev lavet. Dette batteri er anderledes end moderne batterier, og disse batterier har relativt lav energitæthed. Derudover er disse batterier i stand til at levere høje overspændingsstrømme, hvilket betyder, at cellerne har et stort effekt-til-vægt-forhold. Desuden er blybatterier billigere, hvilket gør dem attraktive i bilindustrien. Dette skyldes, at den kan levere en høj mængde strøm, som det kræves af startmotorer.
Figur 01: A Lead Acid Car Battery
Da denne type batteri er billig sammenlignet med moderne batterier, er disse nyttige, selv når overspændingsstrømmen er ubetydelig, og andre designs er i stand til at give en høj energitæthed. Salget af blybatterier i 1999 var omkring 40-50 % af den samlede værdi af solgte batterier over hele verden.
Et typisk blybatteri indeholder blysulfat (PbSO4) og fortyndet svovlsyre (H2SO 4). I udladningstilstanden bliver både positive og negative plader til PbSO4,, og elektrolytten har en tendens til at miste det meste af den opløste svovlsyre til primært at danne vand. Den negative pladereaktion er som følger:
Pb(s) +HSO4–(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
To ledende elektroner frigives på dette trin, hvilket giver denne elektrode en negativ ladning. Ophobningen af disse elektroner skaber et elektrisk felt, der kan tiltrække brintioner og frastøde sulfationer. Dette forårsager igen dannelsen af et dobbelt lag nær overfladen.
Angående den positive pladereaktion kan den udtrykkes som følger;
PbO2(s) + HSO4–(aq) + 3H +(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Derfor er den overordnede reaktion, der finder sted inde i blybatteriet;
Pb(s) +HSO4–(aq) + 3H+(aq) → 2PbSO4(s) +2H2O(l))
I en fuldt opladet tilstand indeholder den negative plade imidlertid bly, og den positive plade indeholder blydioxid. Der er en elektrolytisk opløsning med en højere koncentration af vandig svovlsyre. Denne elektrolyt lagrer det meste af den kemiske energi.
Hvad er et lithium-ion-batteri?
Lithium-ion-batteri er et genopladeligt batteri med celler, hvori lithium-ion bevæger sig fra den negative elektrode til den positive elektrode gennem en elektrolyt under afladning. Den omvendte proces sker ved opladning. Typisk har lithiumionceller en tendens til at bruge en interkaleret lithiumforbindelse, der fungerer som materialet ved den positive elektrode. Generelt bruges grafit ved den negative elektrode.
Figur 02: Lithium-ion-batteri
Yderuden har lithium-ion-batteri en høj energitæthed. Men det har ingen hukommelseseffekt og en lav selvafladning. Batteriets celler er fremstillet med prioritering af enten energi eller effekttæthed. Lithium-ion-batterier kan dog udgøre en sikkerhedsrisiko, fordi de indeholder brændbare elektrolytter, som kan føre til eksplosioner og brande ved beskadigelse eller forkert opladning.
Den negative elektrode i en konventionel lithium-ion-celle er typisk lavet af kulstof. Den positive elektrode er et metaloxid. Desuden er elektrolytten et lithiums alt i et organisk opløsningsmiddel. Afhængigt af strømretningen gennem cellen, vender elektrodernes elektrokemiske roller mellem anode og katode. I kommerciel skala er den mest almindelige anode grafit, mens den positive elektrode er et af tre materialer: et lagdelt oxid, en polyanion eller en spinel.
Hvad er forskellen mellem blysyre- og lithium-ion-batteri?
Blybatteri var det allerførste genopladelige batteri, der nogensinde blev lavet. Lithium-ion-batteri er en anden type genopladeligt batteri. Den vigtigste forskel mellem blysyre og lithium ion batteri er, at bly syre batteri kræver regelmæssig vedligeholdelse, holder ikke længe og er billigt, hvorimod lithium ion batteri har høj effektivitet, har en længere levetid og er dyrt.
Oversigt – blysyre vs lithium-ion-batteri
Generelt er lithium-ion-batterier ofte bedre end bly-syre-batterier på grund af deres relatabilitet og effektivitet. Den vigtigste forskel mellem blysyre og lithium ion batteri er, at bly syre batteri kræver regelmæssig vedligeholdelse og ikke holder længe og er billigt, hvorimod lithium ion batteri har en højere effektivitet, længere levetid og er dyrt.
