Appendix 1 – Theoretical Voltage & Capcity of Major Battery Systems

Primary Anode Cathode Reaction Mechanism Voltage% Energy% Density^
Leclanche                 Zn            MnO2       Zn + 2MnO2 à ZnO + Mn2O3    1.6 358 165
Magnesium  Mg MnO2 Mg + 2MnO2 + H2O à Mn2O3 + Mg(OH)2 2.8 759 195
Alkaline MnO2 Zn MnO2 Zn + 2MnO2 à ZnO + Mn2O3 1.5 358 400
Mercury Zn HgO Zn + HgO à ZnO + Hg 1.34 255 470
Mercad Cd HgO Cd + HgO + H2O à Cd(OH)2 + Hg 0.91 148 230
Silver Oxide Zn Ag2 Zn + Ag2O + H2O à Zn(OH)2 + 2Ag 1.6 288 525
Zinc/O2 Zn O2 Zn + 0.5O2 à ZnO 1.65 1085 1300
Zinc/Air Zn Air Zn + 0.5O2 à ZnO 1.65 1353 1300
Li/SOCl2 Li SOCl2 4Li + 2SOCl2 à 4LiCl + S + SO2     3.65 1471 1100
Li/SO2 Li SO2 2Li + 2SO2 à Li2S2O4    3.1 1175 415
LiMnO2 Li MnO2 Li + MnIVO2 àMnIVO2(Li+) 3.5 1001 535
Li/FeS2 Li FeS2 4Li + FeS2 àLi2S + Fe  1.8 1307 500
Li/(CF)n Li (CF)n  nLi + (CF)n à nLiF + nC    3.1 2189 635
Li/I2(3)  Li I2(P2VP) Li + 0.5I2 à LiI  2.8 560 900
Secondary Anode Cathode Reaction Mechanism Voltage% Energy% Density^
Lead-Acid Pb  PbO2 Pb + PbO2 + 2H2SO4 à 2PbSO4 + 2 H2O 2.1 252 70
Edison Fe NiO2 Fe + 2NiOOH + 2H2O à 2Ni(OH)2 + Fe(OH)2  1.4 314 355
Nickel-Cadmium Cd NiO2  Cd + 2NiOOH + 2H2O à  2Ni(OH)2 + Cd(OH)2 1.35 244 100
Nickel-Zinc Zn NiO2 Zn + 2NiOOH + 2H2O à 2Ni(OH)2 + Zn(OH)2 1.73 372 120
Nickel-Hydrogen H2 NiO2 H2 + 2NiOOH à 2Ni(OH)2 1.5 434 60
Nickel Metal Hydride MH NiO2  MH + NiOOH à M + Ni(OH)2 1.35 240 240
Silver-Zinc Zn AgO Zn + AgO + H2O à Zn(OH)2 + Ag 1.85 524 180
Silver-Cadmium Cd AgO Cd + AgO + H2O à Cd(OH)2 + Ag 1.4 318 120
Zinc/Chlorine Zn Cl2 Zn + Cl2 à ZnCl2 2.12 835 -
Zinc/Bromine Zn Br2 Zn + Br2 à Zn Br2 1.85 572 60
Lithium Ion LixC6 Li(i-x)CoO2 LixC6 + Li(i-x)CoO2 à LiCoO2 +C6 4.1 410 400
Lithium/MnO2 Li MnO2 Li + MnIVO2 à MnIVO2(Li+) 3.5 1001 265
Lithium/FeS2 Li(Al) FeS2 2Li(Al) + FeS2 à Li2FeS2 + 2Al  1.73 493 350
Lithium/FeSv Li(Al) FeS 2Li(Al) + FeS à Li2S + Fe + 2Al 1.33 459 220
Sodium/Sulfer Na S 2Na + 3S à Na2S3 2.1 792 345
Sodium/NiCl2 Na NiCl2 2Na + NiCl2 à 2NaCl + Ni 2058 787 190
Reserve Anode Cathode Reaction Mechanism Voltage% Energy% Density^
Cuprous Chloride Mg CuCl Mg + Cu2Cl2 à MgCl2 + 2Cu 1.6 386 80
Zinc/AgO Zn AgO Zn + AgO + H20 à Zn (OH)2 + Hg 1.81 512 75
Thermal  Li FeS2 Various 2.1-1.6 1307 100
Fuel Cells Anode Cathode Reaction Mechanism Voltage% Energy% Density^
H2O2 H2 O2 H2 + 0.5O2 à H2O 1.23 3660 -
H2/Air H2 Air H2 + 0.5O2 à H2O 1.23 32702 -
Methanol/O2 CH3OH O2 CH3OH + 1.5O2 à CO2 + 2H2O 1.24 2480 -
Methanol/Air CH3OH Air CH3OH + 1.5O2 à CO2 + 2H2O 1.24 6225 -
             
% - Theoretical Values
^ - Practical Value
Source: The Handbook of Batteries (3rd Edition) by David Linden & Thomas Reddy

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