Av Edwin Thomas | Uppdaterad 30 augusti 2022
Ett batteri är en elektrokemisk anordning som genererar elektricitet genom kontrollerade kemiska reaktioner mellan en anod, en katod och en elektrolyt. I alla vanliga typer – inklusive blysyra och litiumjon – är anoden den positiva terminalen och katoden är den negativa terminalen. Elektrolyten underlättar jontransport; utan det skulle elektroderna kortsluta.
Blysyrabatterier använder blyplattor och blydioxid för anoden respektive katoden, överbryggade av en utspädd svavelsyraelektrolyt (~33 % H₂SO₄). Under urladdningen omvandlas elektroderna gradvis till blysulfat; omladdning vänder denna omvandling och återställer den ursprungliga kompositionen.
Litiumjonceller använder en grafitanod och en katod gjorda av material som litiumkoboltoxid, litiumjärnfosfat eller litiummanganoxid. Elektrolyten är en litiumsaltlösning i ett organiskt lösningsmedel. Omladdning vänder den litiummigrering som sker under urladdning.
Blysyrabatterier är en av de äldsta uppladdningsbara designerna, med ursprung i mitten av 1800-talet. De har ett lågt energi-till-vikt-förhållande, vilket resulterar i stora, tunga paket för den kraft de levererar. Men deras höga överspännings-till-vikt-förhållande gör dem idealiska för applikationer som kräver ett plötsligt kraftutbrott – som bilstartare. Produktionskostnaderna är låga, men de kräver långa laddningstider och är inte väl lämpade för stadiga belastningar med låg effekt.
Jämfört med blysyra erbjuder litiumjonbatterier ett överlägset kraft-till-vikt- och kraft-till-volym-förhållande, vilket möjliggör de smala, långvariga enheter vi litar på idag. Vissa kemier kan också ge hög överspänningskapacitet. Avvägningarna är högre tillverkningskostnader och en gradvis förlust av kapacitet över tiden, även när batteriet är inaktivt. En typisk blysyraförpackning kan bibehålla prestanda i flera år, medan de flesta konsumentlitiumjonbatterier försämras märkbart efter ett till två år.
Att välja mellan blysyra och litiumjon beror på applikationen:tungviktsstartare drar nytta av blysyrans överspänningsprestanda och låga kostnader, medan bärbar elektronik kräver litiumjonens lätthet och livslängd. Att förstå den underliggande kemin hjälper dig att matcha rätt batteri till dina behov.
