Mikä on lyijyakku?

Kuten kaikki paristot, lyijyakku käyttää kemiallista reaktiota sähköenergian varastointiin ja tuottamiseen. Lyijyakut käyttävät lyijyä ja lyijyoksidia akun katodi- ja anodikomponenteissa ja rikkihappoa elektrolyytissä. Nämä paristot ovat helppoja ja edullisia valmistaa, ne voivat tuottaa huippupurkauksen ja ovat ladattavia. Ne eivät kuitenkaan kestä yhtä paljon energiaa painoyksikköä kohden kuin nykyaikaisemmat paristot. Tällaista akkua käytetään laajalti moottoriajoneuvojen sähkökäynnistimien virtalähteenä muissa sovelluksissa, joissa hinta on enemmän tekijä kuin paino.

Kaikki paristot käyttävät katodia ja anodia, jotka on valmistettu aineista, jotka vaihtavat elektroneja keskenään tasapainoisen tilan saavuttamiseksi, ellei elektrolyyttiliuosta, joka estää tämän elektronien siirron. Kun akusta otetaan virtaa, elektronien annetaan virrata kahden navan välillä, anodista katodiin, ja estetty kemiallinen reaktio tapahtuu. Mikään elektrolyytti ei kykene eristämään anodia ja katodia täydellisesti, joten kaikki akut latautuvat hitaasti ajan myötä. Useimmat lyijyakut käyttävät useita kennoja, joten sama kemiallinen reaktio tapahtuu kussakin kennossa samanaikaisesti. Tämä prosessi lisää akun huippupurkauspotentiaalia vähentäen samalla sen tallentamaa kokonaistehoa.

Lyijyakussa sekä anodi että katodi ovat vuorovaikutuksessa kemiallisesti elektrolyyttiliuoksen kanssa. Ladatussa akussa anodi koostuu lyijystä ja lyijyoksidin katodista. Kun akku tyhjenee, molemmat elektrodit muuttuvat lyijysulfaatiksi, kun elektrolyyttikylpy muuttuu yhä vähemmän happamaksi, kunnes liuokseen jää vain vettä. Tämä prosessi on päinvastainen, kun lyijyakku ladataan, ja täyteen ladattuna lyijyakun elektrolyyttiliuos on erittäin hapan yksi kolmasosa rikkihaposta.

Tämän tyyppinen akku on suhteellisen helppo valmistaa, koska kaikki tarvittavat materiaalit ovat runsaasti. Lyijyakun suhteellisen alhaisen tehon ja painosuhteen vuoksi niiden suunnittelussa on kuitenkin tehtävä joitain kompromisseja. Akut, jotka on suunniteltu tuottamaan paljon virtaa, kuten moottoriajoneuvojen käynnistämiseen käytettävät paristot, on valmistettava yhdistämällä monia pienempiä akkukennoja leveisiin, ohuisiin, hauraisiin elektrodeihin. Kun virtaa tarvitaan pidemmän aikaa, lyijyakkujen on sisällettävä vähemmän mutta suurempia ja kestävämpiä kennoja. Tällainen lyijyakku olisi huono valinta ajoneuvojen käynnistämiseen, mutta erinomainen pienen määrän kannettavan virran tuottamiseen tietokoneen varmuuskopiointilaitteille tai laitteille, kuten sähköisille ruohonleikkureille, joiden ei tarvitse koskaan matkustaa kauas virtalähteestä.