Due dei tipi di batteria che più conosci, forse senza nemmeno saperlo, sono la batteria al piombo e la batteria agli ioni di litio. La maggior parte delle automobili in America ha a bordo una batteria al piombo, mentre praticamente tutti i computer Blackberry e laptop ricevono energia da una batteria agli ioni di litio. Un tipo di batteria è buono per la tua auto e l'altro per il tuo cellulare deriva dalle sostanze chimiche utilizzate all'interno di ciascun tipo di batteria.

Nozioni di base di Batery

Una batteria è un dispositivo elettrochimico, vale a dire crea elettricità attraverso reazioni chimiche controllate tra diverse sostanze. La maggior parte delle batterie, incluse le batterie agli ioni di litio e al piombo, includono un anodo, un catodo e una sostanza tra loro che funge da elettrolita. L'anodo è solitamente il terminale positivo e la corrente elettrica fluisce dentro quando la batteria è in uso. Il catodo è di solito il terminale negativo e quando è in uso ne esce corrente elettrica. La chimica tra loro è ciò che fornisce la corrente elettrica con la sua carica, ma richiedono una terza sostanza sotto forma di un elettrolita per servire come mezzo. Se l'anodo e il catodo venissero a contatto, il risultato sarebbe un cortocircuito.

Elettrochimica al piombo

L'anodo e il catodo in una tipica batteria al piombo sono costituiti da piombo e diossido di piombo, e sono collegati da un elettrolita di una soluzione che è all'incirca un terzo di acido solforico. Mentre la batteria scarica elettricità, la reazione chimica converte gradualmente i due elettrodi in solfato di piombo. La ricarica della batteria inverte parzialmente tale conversione.

Elettrochimica agli ioni di litio

Le batterie agli ioni di litio utilizzano una varietà di sostanze, con l'elemento comune rappresentato dalla migrazione del litio tra gli elettrodi durante la reazione di produzione dell'elettricità . La grafite viene tipicamente usata per fabbricare l'anodo, mentre i catodi possono essere fatti da ossido di litio-cobalto, fosfato di ferro di litio o ossido di manganese di litio e altre sostanze a base di litio. L'elettrolita è tipicamente una soluzione di sale di litio in un solvente organico. La ricarica di una batteria agli ioni di litio inverte la migrazione del litio nella chimica della batteria.

Funzionalità al piombo

Le batterie al piombo sono una delle più vecchie, pratiche batterie ricaricabili, che risalgono a metà 19esimo secolo. Hanno uno dei più bassi progetti di batterie energia-peso ed energia-volume esistenti, rendendoli molto grandi e pesanti per la quantità totale di potenza che possono emettere. Quello che fanno per loro è che hanno un elevato rapporto peso /potenza, il che significa che possono dare una grande scossa di elettricità tutto in una volta. Questo li rende perfetti per le applicazioni che necessitano di un forte e improvviso aumento di potenza, come gli antipasti per auto. Le batterie al piombo sono anche economiche da produrre. Tuttavia, non sono molto bravi in ​​ruoli che richiedono un approvvigionamento di elettricità costante, basso o medio per un lungo periodo di tempo. Hanno anche tempi di ricarica lunghi.

Funzionalità agli ioni di litio

Soprattutto se confrontati con una batteria al piombo, i design agli ioni di litio hanno un elevato rapporto peso-potenza e rapporto potenza-volume. Sarebbe difficile immaginare moderni computer portatili, telefoni cellulari e altri dispositivi elettronici assetati di energia senza queste batterie, perché soddisfare quelle esigenze di alimentazione con altri progetti di batterie significherebbe batterie più clunose con vite più brevi. Esistono anche batterie agli ioni di litio con una grande capacità di sovratensione, come quella di una batteria al piombo. Tuttavia, hanno due grandi inconvenienti. Innanzitutto, sono molto costosi da realizzare. In secondo luogo, la loro capacità di trattenere una carica decade anche quando la batteria non è in uso. Una batteria al piombo può continuare a funzionare con una buona capacità per diversi anni. Chiunque abbia conservato per un anno o due la stessa batteria del proprio telefono cellulare o portatile, non si può dire lo stesso della tipica batteria agli ioni di litio.