Qual é a diferença entre as pilhas alcalinas e as pilhas de iões de lítio?

Re: Primário vs Secundário - não é bem verdade, a maioria das pilhas alcalinas são primárias, mas I'estou a trabalhar numa empresa (http://www.urbanelectricpower.com) que faz pilhas alcalinas secundárias de dióxido de manganês/zinco. (Primário = uso único, secundário = recarregável, para aqueles que não conhecem a linguagem das pilhas).

Então um conjunto um pouco mais detalhado de diferenças e um pouco do porque nós're indo alcalino vs LiIon

1) A química: como é provavelmente óbvio, dados os nomes, a química é diferente entre as duas, as baterias de lítio usam um óxido de lítio como material ativo, e depois geralmente um composto de intercalação de lítio (mais comumente grafite) como o outro eletrodo. O eletrólito é geralmente um composto orgânico porque um eletrólito à base de água poderia reagir com compostos de lítio, ou simplesmente quebrar nas voltagens em que a célula opera. As pilhas alcalinas utilizam dióxido de manganês e zinco como materiais ativos e água com (geralmente) hidróxido de potássio adicionado como o eletrólito.

As diferenças na química levam a uma série de outras diferenças

2) Tensão de operação: As diferentes reacções químicas que ocorrem nos dois eléctrodos significam que as células operam com diferentes tensões (ou seja, é possível extrair diferentes quantidades de energia por electrão transferido na reacção, que's o que leva a diferentes diferenças potenciais). As células de lítio tendem a operar em torno de 3,3 V/célula enquanto as células alcalinas tendem a operar em torno de 1,5 V/célula.

3) Densidade energética: As pilhas de lítio tendem a ter densidades de energia mais elevadas do que as pilhas alcalinas (as pilhas secundárias geralmente têm densidades de energia mais baixas do que as pilhas primárias da mesma química). São geralmente uma melhor escolha para aplicações que envolvem movimento ou onde o espaço é altamente limitado.

Então porque trabalharíamos com pilhas alcalinas recarregáveis? Um par de razões:

1) Custo/Manufacturabilidade: O custo das matérias-primas e dos processos de fabrico para fazer as baterias é menor para as pilhas alcalinas, isto porque os materiais são menos raros que o lítio e porque são menos reactivos/sensíveis a certos tipos de processamento, pelo que a fabricação pode ser feita sem salas limpas ou caixas de luvas ou o grande gasto de capital que acompanha a construção desse tipo de linha. Técnicas muito mais simples podem ser usadas. (nem todos os Químicos Li precisam de tais medidas, mas alguns precisam e os custos/complexidade de fabricação tendem a ser mais altos, não importa o que aconteça).

2) Segurança: Há muito mais riscos de incêndio com pilhas de lítio do que com pilhas alcalinas, isto é parcialmente porque são mais densas de energia, parcialmente porque muitos usam electrólitos orgânicos e parcialmente por causa da reactividade do lítio. As pilhas alcalinas têm algum risco de gaseificação de H2, mas se forem devidamente controladas, este risco é menor. Isto atenua o diferencial de tamanho em instalações maiores, uma vez que o nível da embalagem, o nível do rack e os esquemas de supressão de fogo e gestão de calor podem ocupar um espaço significativo.

Como disse Loring Chien, há uma série de outras diferenças em termos de como as baterias se comportam e descarregam/carregam. O interessante que's está acontecendo no mercado de armazenamento de energia no momento é que cada vez mais pessoas estão percebendo que precisam comprar a bateria certa para sua aplicação, que ela's não é um mercado de tamanho único para todos os tipos. Se você'estiver olhando para um dispositivo móvel versus armazenamento em escala de rede e mesmo dentro de cada um desses mercados, a bateria que's certa para você vai depender de todos os tipos de fatores diferentes. E isso'é provavelmente uma coisa boa. Todos os fabricantes querem suas baterias em uma aplicação onde elas'brilharão e farão o que os clientes precisam delas, às vezes o preço é o mais importante, às vezes as taxas de descarga/carga, às vezes a densidade de energia, às vezes a segurança, às vezes a eficiência e talvez algo mais que só você sabe. Então trabalhe com as pessoas para entender o que você precisa para sua aplicação antes de se comprometer com um ou outro.