Sisu
- Batery põhitõed
- Pliihappe elektrokeemia
- Liitiumioon-elektrokeemia
- Plihappe omadused
- Liitiumioonide omadused
Kaks patareitüüpi, mis teile kõige paremini tuttavad on, ehk isegi ilma seda teadmata, on pliiaku ja liitiumioonaku. Enamikul Ameerika autodest on pardal pliiaku, samas kui praktiliselt iga Blackberry ja sülearvuti saavad liitium-ioonakust oma toite. Üks aku sobib teie autole ja teine mobiiltelefonile tuleneb kemikaalidest, mida kasutatakse igat tüüpi aku sees.
Batery põhitõed
Aku on elektrokeemiline seade, mis tähendab, et see loob elektrit kontrollitud keemiliste reaktsioonide kaudu erinevate ainete vahel. Enamik patareisid, sealhulgas liitiumioon- ja pliiaku patareid, sisaldavad anoodi, katoodi ja nende vahel olev aine toimib elektrolüüdina. Anood on tavaliselt positiivne klemm ja aku kasutamisel voolab sinna elektrivool. Katood on tavaliselt negatiivne klemm ja kasutamise ajal voolab sellest välja elektrivool. Nendevaheline keemia on see, mis annab elektrivoolu selle laadimisega, kuid keskkonnana toimimiseks vajavad nad kolmandat ainet elektrolüüdi kujul. Kui anood ja katood on kokku puutunud, on tulemuseks lühis.
Pliihappe elektrokeemia
Tüüpilises plihappeakus olev anood ja katood on valmistatud pliist ja pliidioksiidist ning neid ühendab umbes ühe kolmandiku väävelhappe lahuse elektrolüüt. Kui aku tühjendab elektrienergiat, muundab keemiline reaktsioon kaks elektroodi järk-järgult pliisulfaadiks. Aku laadimine tühistab selle muundamise osaliselt.
Liitiumioon-elektrokeemia
Liitiumioonakudes kasutatakse mitmesuguseid aineid, põhiliseks elemendiks on liitiumi migratsioon elektroodide vahel elektrit tootva reaktsiooni ajal. Anoodi valmistamiseks kasutatakse tavaliselt grafiiti, samal ajal kui katoodid võivad olla valmistatud liitium-koobaltikoksiidist, liitiumraudfosfaadist või liitiummangaanoksiidist ja muudest liitiumipõhistest ainetest. Elektrolüüt on tavaliselt liitiumsoola lahus orgaanilises lahustis. Liitiumioonaku laadimine muudab liitiumi migratsiooni batteri keemiasse vastupidiseks.
Plihappe omadused
Plii happeakud on üks vanimaid praktilisi laetavaid akukujundusi, mis pärinevad 19. sajandi keskpaigast. Neil on üks väikseimaid energiakaalust ja energiamahust koosnevaid akukonstruktsioone, mis muudavad need kogu energiatarbimiseks väga suureks ja raskeks. Nende jaoks on see, et neil on väga kõrge hüpoteegi ja kaalu suhe, mis tähendab, et nad suudavad korraga anda suure elektrihoo. See muudab need ideaalseks rakenduste jaoks, mis vajavad suurt, järsku võimsuse suurenemist, näiteks auto starterid. Pliiakuid on ka odavalt toota. Kuid nad ei ole eriti head rollides, mis nõuavad pika aja jooksul ühtlast, madalat või keskmist elektrivarustust. Neil on ka pikk laadimisaeg.
Liitiumioonide omadused
Liitiumioonide konstruktsioonidel on kõrge võimsuse ja kaalu ning võimsuse ja mahu suhe, eriti võrreldes pliiakuga. Raske oleks ette kujutada tänapäevaseid sülearvuteid, mobiiltelefone ja muid energiatarbeid elektroonilisi seadmeid ilma nende patareideta, sest nende muude energiatarbimisnõuetega energiatarbe rahuldamine tähendaks lühema elueaga kohmakaid patareisid. Seal on isegi liitium-ioonakusid, millel on suur vooluhulk, nagu pliiakudel. Neil on siiski kaks suurt puudust. Esiteks on nende valmistamine väga kallis. Teiseks, nende laadimisvõime väheneb isegi siis, kui akut ei kasutata. Pliiaku võib töötada hea mahutavusega mitu aastat. Seda, kes on sama mobiiltelefoni või sülearvuti akut hoidnud aasta või kaks, teab sama, ei saa öelda tüüpilise liitiumioonaku kohta.