La diferència clau entre la bateria de plom àcid i la bateria d'ions de liti és que la bateria de plom àcid requereix un manteniment regular, té una vida útil més curta i és barata, mentre que la bateria de ions de liti té una vida útil més llarga, una eficiència més gran i és cara.
La bateria de plom àcid i la bateria d'ions de liti són tecnologies importants en la indústria de les bateries recarregables. Aquests dos tipus tenen característiques químiques i físiques diferents.
Què és una bateria de plom àcid?
La bateria de plom àcid és una bateria recarregable que va ser inventada l'any 1859 pel físic francès Gaston Plante. Va ser el primer tipus de bateria recarregable que es va fabricar. Aquesta bateria és diferent de les bateries modernes, i aquestes bateries tenen una densitat d'energia relativament baixa. A més, aquestes bateries són capaços de subministrar corrents de sobretensió elevades, la qual cosa significa que les cèl·lules tenen una gran relació potència-pes. A més, les bateries de plom àcid són menys cares, cosa que les fa atractives a la indústria de l'automòbil. Això es deu al fet que pot proporcionar una gran quantitat de corrent tal com requereixen els motors d'arrencada.
Figura 01: una bateria de cotxe de plom àcid
Atès que aquest tipus de bateries és barata en comparació amb les bateries modernes, són útils fins i tot quan el corrent de sobretensió és insignificant i altres dissenys poden proporcionar una alta densitat d'energia. La venda de bateries de plom àcid l'any 1999 va ser al voltant del 40-50% del valor total de les bateries venudes a tot el món.
Una bateria típica de plom àcid conté sulfat de plom (PbSO4) i àcid sulfúric diluït (H2SO 4). En l'estat de descàrrega, tant les plaques positives com les negatives es converteixen en PbSO4,i l'electròlit tendeix a perdre la major part de l'àcid sulfúric dissolt per formar principalment aigua. La reacció negativa de la placa és la següent:
Pb(s) +HSO4–(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
En aquest pas s'alliberen dos electrons conductors que donen a aquest elèctrode una càrrega negativa. L'acumulació d'aquests electrons crea un camp elèctric que pot atraure ions d'hidrogen i repel·lir els ions sulfat. Això, al seu torn, provoca la formació d'una doble capa prop de la superfície.
Pel que fa a la reacció positiva de la placa, es pot expressar de la següent manera;
PbO2(s) + HSO4–(aq) + 3H +(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Per tant, la reacció global que s'està produint dins de la bateria de plom-àcid és:
Pb(s) +HSO4–(aq) + 3H+(aq) → 2PbSO4(s) +2H2O(l)
No obstant això, en un estat completament carregat, la placa negativa conté plom i la placa positiva conté diòxid de plom. Hi ha una solució electrolítica amb una concentració més alta d'àcid sulfúric aquós. Aquest electròlit emmagatzema la major part de l'energia química.
Què és una bateria de ions de liti?
La bateria d'ions de liti és una bateria recarregable amb cèl·lules en què els ions de liti es mouen de l'elèctrode negatiu a l'elèctrode positiu a través d'un electròlit durant la descàrrega. El procés invers passa quan es carrega. Normalment, les cèl·lules d'ions de liti solen utilitzar un compost de liti intercalat que actua com a material a l'elèctrode positiu. En general, s'utilitza grafit a l'elèctrode negatiu.
Figura 02: bateria d'ions de liti
A més, la bateria d'ions de liti té una alta densitat d'energia. Però no té efecte de memòria i una baixa autodescàrrega. Les cèl·lules de la bateria es fabriquen, prioritzant l'energia o la densitat de potència. Tanmateix, les bateries d'ions de liti poden suposar un perill per a la seguretat perquè contenen electròlits inflamables, que poden provocar explosions i incendis si es fan malbé o es carrega incorrectament.
Típicament, l'elèctrode negatiu d'una cèl·lula d'ions de liti convencional està fet de carboni. L'elèctrode positiu és un òxid metàl·lic. A més, l'electròlit és una sal de liti en un dissolvent orgànic. Depenent de la direcció del flux de corrent a través de la cèl·lula, els papers electroquímics dels elèctrodes s'inverteixen entre ànode i càtode. A escala comercial, l'ànode més comú és el grafit, mentre que l'elèctrode positiu és un dels tres materials: un òxid en capes, un polianió o una espinela.
Quina diferència hi ha entre la bateria de plom àcid i la bateria de ions de liti?
La bateria de plom àcid va ser la primera bateria recarregable que es va fabricar. La bateria d'ions de liti és un altre tipus de bateria recarregable. La diferència clau entre la bateria de plom àcid i la bateria d'ions de liti és que la bateria de plom àcid requereix un manteniment regular, no dura gaire i és barata, mentre que la bateria d'ions de liti té una alta eficiència, té una vida útil més llarga i és cara.
Resum: àcid de plom i bateria de ions de liti
En general, les bateries d'ions de liti solen ser superiors a les bateries de plom àcid a causa de la seva relació i eficiència. La diferència clau entre la bateria de plom àcid i la bateria d'ions de liti és que la bateria de plom àcid requereix un manteniment regular, no dura gaire i és barata, mentre que la bateria de ions de liti té una eficiència més alta, una vida útil més llarga i és cara.
