Analisis ciri-ciri beberapa teknologi bateri biasa
Bateri NiCd dan Metal Hydride
Nikel oksida atau nikel hidroksida adalah elektrod positif, kalium hidroksida atau natrium hidroksida adalah elektrolit, dan kadmium atau hidrat logam adalah elektrod negatif. Bateri hidrida logam telah dibangunkan pada akhir 1980-an dari kebolehulangan elektrokimia aloi menyerap hidrogen dan tindak balas pelepasan hidrogen. Ia adalah produk utama bateri sekunder kecil.
Bateri Ion Litium
Litium logam litium atau sebatian litium sebagai bahan aktif bateri dipanggil bateri ion litium, yang dibahagikan kepada bateri ion litium utama dan bateri ion litium sekunder.
Bateri yang membolehkan intercalasi lithium-ion dan de-intercalation data karbon boleh menggantikan litium tulen sebagai elektrod negatif, sebatian litium sebagai elektrod positif, dan elektrolit campuran sebagai elektrolit.
Data elektrod positif bateri lithium-ion biasanya terdiri daripada sebatian aktif litium, manakala elektrod negatif adalah karbon dengan struktur molekul khas. Komponen penting biasa data positif ialah LiCoO2. Apabila mengecas, potensi di kutub utara dan selatan bateri memaksa sebatian dalam elektrod positif untuk melepaskan ion litium, dan molekul elektrod negatif masuk ke dalam karbon dalam struktur berlapis. Semasa pelepasan, ion litium melepaskan diri dari karbon berlapis dan menggabungkan semula dengan sebatian yang dikenakan secara positif. Pergerakan ion litium menghasilkan arus elektrik.
Walaupun prinsip tindak balas kimia sangat mudah, dalam pengeluaran perindustrian sebenar, terdapat banyak isu praktikal yang perlu dipertimbangkan: data elektrod positif harus menjadi bahan tambahan untuk mematuhi aktiviti pengecasan berulang, dan data elektrod negatif harus mengandungi lebih banyak ion litium pada tahap reka bentuk struktur molekul; Elektrolit yang diisi antara elektrod positif dan negatif, sebagai tambahan kepada kestabilan, juga mempunyai kekonduksian elektrik yang sangat baik untuk mengurangkan rintangan bateri.
Walaupun bateri lithium-ion mempunyai sedikit kesan penarikan balik, kapasiti mereka masih akan turun selepas pengecasan berulang, terutamanya disebabkan oleh perubahan dalam data positif dan negatif itu sendiri. Di peringkat molekul, struktur rongga ion litium pada elektrod positif dan negatif secara beransur-ansur runtuh dan palam. Dari sudut pandangan kimia, ia adalah pasif aktif data elektrod positif dan elektrod negatif, dan tindak balas sekunder nampaknya menstabilkan sebatian lain. Terdapat juga keadaan fizikal, seperti pelucutan data elektrod positif secara beransur-ansur, yang akhirnya mengurangkan bilangan ion litium dalam bateri, membolehkan ia bergerak dengan bebas semasa caj dan pelepasan.
Pengecasan berlebihan dan pelepasan boleh menyebabkan kerosakan kekal pada elektrod bateri lithium-ion. Dari tahap molekul, dapat difahami secara intuitif bahawa pelepasan karbon anod akan menyebabkan pelepasan ion litium yang berlebihan dan struktur lapisan mereka akan menurun. Pengecasan berlebihan akan meletakkan terlalu banyak ion litium mengeras ke dalam struktur karbon katod, dan beberapa ion litium tidak lagi boleh dilepaskan. Inilah sebabnya mengapa bateri lithium-ion biasanya dilengkapi dengan litar kawalan caj dan pelepasan.
sel bahan api
Peranti yang menggunakan bahan api (seperti hidrogen atau bahan api yang mengandungi hidrogen) dan oksidan (seperti oksigen tulen atau oksigen di udara) untuk menyambung terus untuk menjana elektrik. Ia mempunyai ciri-ciri kecekapan tinggi, kadar penukaran tindak balas elektrokimia lebih daripada 40%, dan tiada pencemaran.
-
