A principal diferença entre bateria de chumbo-ácido e bateria de íon de lítio é que a bateria de chumbo-ácido requer manutenção regular, tem uma vida útil mais curta e é barata, enquanto a bateria de íon de lítio tem uma vida útil mais longa, maior eficiência e é cara.
Bateria de chumbo-ácido e bateria de íon de lítio são tecnologias importantes na indústria de baterias recarregáveis. Esses dois tipos têm características químicas e físicas diferentes.
O que é uma bateria de chumbo-ácido?
Bateria de chumbo ácido é uma bateria recarregável que foi inventada em 1859 pelo físico francês Gaston Plante. Foi o primeiro tipo de bateria recarregável que foi feito. Esta bateria é diferente das baterias modernas, e essas baterias têm densidade de energia relativamente baixa. Além disso, essas baterias são capazes de fornecer altas correntes de surto, o que significa que as células têm uma grande relação potência-peso. Além disso, as baterias de chumbo-ácido são mais baratas, o que as torna atraentes na indústria automobilística. Isso ocorre porque ele pode fornecer uma alta quantidade de corrente conforme exigido pelos motores de partida.
Figura 01: Uma bateria de chumbo-ácido para carro
Como esse tipo de bateria é barato em comparação com as baterias modernas, elas são úteis mesmo quando a corrente de pico é insignificante, e outros projetos são capazes de fornecer uma alta densidade de energia. A venda de baterias de chumbo-ácido em 1999 foi de cerca de 40-50% do valor total das baterias vendidas em todo o mundo.
Uma bateria de chumbo-ácido típica contém sulfato de chumbo (PbSO4) e ácido sulfúrico diluído (H2SO 4). No estado de descarga, as placas positivas e negativas tornam-se PbSO4,e o eletrólito tende a perder a maior parte do ácido sulfúrico dissolvido para formar principalmente água. A reação da placa negativa é a seguinte:
Pb(s) +HSO4–(aq) → PbSO4(s) + H+(aq) + 2e
Dois elétrons condutores são liberados nesta etapa, o que dá a este eletrodo uma carga negativa. O acúmulo desses elétrons cria um campo elétrico que pode atrair íons de hidrogênio e repelir íons de sulfato. Isso, por sua vez, causa a formação de uma dupla camada próxima à superfície.
Em relação à reação positiva da placa, ela pode ser expressa da seguinte forma;
PbO2(s) + HSO4–(aq) + 3H +(aq) + 2e → PbSO4(s) + 2H2O(l)
Portanto, a reação geral que está ocorrendo dentro da bateria de chumbo-ácido é;
Pb(s) +HSO4–(aq) + 3H+(aq) → 2PbSO4(s) +2H2O(l)
No entanto, em um estado totalmente carregado, a placa negativa contém chumbo e a placa positiva contém dióxido de chumbo. Existe uma solução eletrolítica com maior concentração de ácido sulfúrico aquoso. Este eletrólito armazena a maior parte da energia química.
O que é uma bateria de íon de lítio?
Bateria de íon de lítio é uma bateria recarregável com células nas quais o íon de lítio se move do eletrodo negativo para o eletrodo positivo através de um eletrólito durante a descarga. O processo inverso acontece durante o carregamento. Normalmente, as células de íon de lítio tendem a usar um composto de lítio intercalado que atua como material no eletrodo positivo. Geralmente, o grafite é usado no eletrodo negativo.
Figura 02: Bateria de Íons de Lítio
Além disso, a bateria de íon de lítio tem uma alta densidade de energia. Mas não tem efeito de memória e uma baixa auto-descarga. As células da bateria são fabricadas, priorizando a energia ou a densidade de potência. No entanto, as baterias de íon de lítio podem ser um risco à segurança porque contêm eletrólitos inflamáveis, que podem causar explosões e incêndios em caso de danos ou carregamento incorreto.
Normalmente, o eletrodo negativo de uma célula de íons de lítio convencional é feito de carbono. O eletrodo positivo é um óxido metálico. Além disso, o eletrólito é um sal de lítio em um solvente orgânico. Dependendo da direção do fluxo de corrente através da célula, os papéis eletroquímicos dos eletrodos se invertem entre o ânodo e o cátodo. Em escala comercial, o ânodo mais comum é o grafite, enquanto o eletrodo positivo é um dos três materiais: um óxido em camadas, um poliânion ou um espinélio.
Qual é a diferença entre bateria de chumbo-ácido e bateria de íon de lítio?
A bateria de chumbo-ácido foi a primeira bateria recarregável que já foi fabricada. A bateria de íon de lítio é outro tipo de bateria recarregável. A principal diferença entre bateria de chumbo-ácido e bateria de íon de lítio é que a bateria de chumbo-ácido requer manutenção regular, não dura muito e é barata, enquanto a bateria de íon de lítio tem alta eficiência, vida útil mais longa e é cara.
Resumo – Chumbo-ácido vs bateria de íon de lítio
Geralmente, as baterias de íon de lítio são muitas vezes superiores às baterias de chumbo-ácido devido à sua capacidade de identificação e eficiência. A principal diferença entre a bateria de chumbo-ácido e a bateria de íon-lítio é que a bateria de chumbo-ácido requer manutenção regular, não dura muito e é barata, enquanto a bateria de íon-lítio tem maior eficiência, vida útil mais longa e é cara.
