Dos de los tipos de batería con los que está más familiarizado, quizás sin siquiera saberlo, son la batería de plomo ácido y la batería de iones de litio. La mayoría de los automóviles en Estados Unidos llevan una batería de plomo ácido a bordo, mientras que prácticamente todas las computadoras Blackberry y portátiles obtienen su energía de una batería de iones de litio. Un tipo de batería es buena para su automóvil y la otra para su teléfono celular proviene de los químicos usados ​​dentro de cada tipo de batería.

Batery Basics

Una batería es un dispositivo electroquímico, lo que significa que crea electricidad a través de reacciones químicas controladas entre diferentes sustancias. La mayoría de las baterías, incluidas las de iones de litio y plomo, incluyen un ánodo, un cátodo y una sustancia entre ellas que sirve como electrolito. El ánodo es generalmente el terminal positivo, y la corriente eléctrica fluye hacia él cuando la batería está en uso. El cátodo es generalmente el terminal negativo, y cuando está en uso, la corriente eléctrica fluye fuera de él. La química entre ellos es lo que proporciona la corriente eléctrica con su carga, pero requieren una tercera sustancia en forma de un electrolito para servir como medio. Si el ánodo y el cátodo entraran en contacto, el resultado sería un cortocircuito.

Electroquímica de ácido de plomo

El ánodo y el cátodo en una batería típica de ácido de plomo están hechos de plomo y dióxido de plomo, y están unidos por un electrolito de una solución que es aproximadamente un tercio de ácido sulfúrico. A medida que la batería descarga electricidad, la reacción química convierte gradualmente los dos electrodos en sulfato de plomo. Recargar la batería revierte parcialmente esa conversión.

Electroquímica de iones de litio

Las baterías de ión litio utilizan una variedad de sustancias, siendo el elemento común la migración de litio entre los electrodos durante la reacción de producción de electricidad. . El grafito se usa generalmente para hacer el ánodo, mientras que los cátodos se pueden hacer a partir de óxido de cobalto de litio, fosfato de hierro y litio u óxido de manganeso de litio, y otras sustancias a base de litio además. El electrolito es típicamente una solución de sal de litio en un disolvente orgánico. La recarga de una batería de iones de litio invierte la migración del litio en la química de la batería.

Características del ácido de plomo

Las baterías de plomo y ácido son uno de los diseños de baterías recargables más antiguos, que datan de mediados del Siglo 19. Tienen uno de los diseños más bajos de energía-peso y energía-volumen que existen, haciéndolos muy grandes y pesados ​​para la cantidad total de energía que pueden emitir. Lo que sí tienen para ellos es que tienen una relación de aumento de peso a peso muy alta, lo que significa que pueden generar una gran sacudida de electricidad a la vez. Esto los hace perfectos para aplicaciones que necesitan un gran aumento repentino de potencia, como los arrancadores de automóviles. Las baterías de ácido de plomo también son baratas de producir. Sin embargo, no son muy buenos en roles que requieren un suministro constante, bajo o mediano de electricidad durante un largo período de tiempo. También tienen tiempos de recarga prolongados.

Características de iones de litio

Especialmente en comparación con una batería de plomo ácido, los diseños de iones de litio tienen una alta relación potencia-peso y potencia-volumen. Sería difícil imaginar computadoras portátiles modernas, teléfonos celulares y otros dispositivos electrónicos sedientos de energía sin estas baterías, porque cumplir con esas demandas de energía con otros diseños de batería significaría baterías más chatas con tiempos de vida más cortos. Incluso hay baterías de iones de litio con una gran capacidad de aumento, como la de una batería de plomo ácido. Sin embargo, tienen dos grandes inconvenientes. Primero, son muy caros de hacer. En segundo lugar, su capacidad para mantener una carga se deteriora incluso cuando la batería no está en uso. Una batería de plomo y ácido puede seguir funcionando con buena capacidad durante varios años. Cualquiera que haya conservado el mismo teléfono celular o la misma batería por un año o dos sabe que no se puede decir lo mismo de la típica batería de iones de litio.