Pojasnimo, kaj je baterija in kako ta naprava deluje. Tudi vrste baterij, ki obstajajo in kaj je baterija.
Kaj je baterija?
Električna baterija, imenovana tudi električna baterija ali akumulator, je naprava, sestavljena iz elektrokemičnih celic, ki lahko pretvarjajo kemična energija notri notri električna energija. Tako baterije proizvajajo enosmerni tok in na ta način služijo za napajanje različnih električnih tokokrogov, odvisno od njihove velikosti in moči.
Baterije so bile v celoti vključene v naše vsakdanje življenje od njihovega izuma v 19. stoletju in množične komercializacije v 20. stoletju. Razvoj baterij gre z roko v roki s tehnološkim napredkom elektronike. Daljinski upravljalniki, ure, računalniki Od vseh vrst mobilni telefoni in ogromna skupina sodobnih pripomočkov uporabljajo baterije kot vir električne energije, zato jih izdelujejo z različnimi močmi.
Baterije imajo kapaciteto polnjenja, ki jo določa narava njihove sestave in se meri v amper urah (Ah), kar pomeni, da lahko baterija oddaja en amper toka v neprekinjeni uri časa. Večja kot je njegova zmogljivost polnjenja, več toka lahko shrani v notranjosti.
Nazadnje, zaradi kratkega življenjskega cikla večine komercialnih baterij so postale močno onesnaževalo vodah Y tla, glede na to, da ko je njihov življenjski cikel končan, jih ni mogoče ponovno napolniti ali ponovno uporabiti in jih zavržemo. Ko zarjavijo njihov kovinski pokrov, se baterije izpraznijo na okolje njegovo kemično vsebnost in spremeni njegovo sestavo in pH.
Kako deluje baterija?
Temeljno načelo baterije je sestavljeno iz oksidacijsko-redukcijskih reakcij (redoks) določenih kemične snovi, od katerih eden izgubi elektronov (oksidira), medtem ko drugi pridobivajo elektrone (reducira) in se lahko vrne v prvotno konfiguracijo pod potrebnimi pogoji: uporaba elektrika (polnjenje) ali zapiranje tokokroga (praznjenje).
Baterije vsebujejo kemične celice, ki imajo pozitiven pol (anodo) in negativni pol (katodo), ter elektrolite, ki omogočajo električni tok navzven. Te celice pretvarjajo kemično energijo v električno energijo z reverzibilnim ali ireverzibilnim procesom, odvisno od vrste baterije, ki, ko je dokončana, izčrpa svojo sposobnost sprejemanja Energija. Pri tem ločimo dve vrsti celic:
- Primarni. Tisti, ki se po nastopu reakcije ne morejo vrniti v prvotno stanje in tako izčrpajo svojo sposobnost shranjevanja električni tok. Imenujejo jih tudi nepolnilne baterije.
- Srednje šole. Tisti, ki lahko prejmejo uporabo električne energije za obnovitev svoje prvotne kemične sestave in jih je mogoče večkrat uporabiti, preden so popolnoma izčrpani. Imenujejo jih tudi baterije za ponovno polnjenje.
Vrste baterij
Obstaja veliko vrst baterij, odvisno od elementov, uporabljenih pri njihovi izdelavi, kot so:
- Alkalne baterije. Običajno za enkratno uporabo. Kot elektrolit uporabljajo kalijev hidroksid (KOH). The kemijska reakcija ki proizvaja energijo, se pojavi med cinkom (Zn, anoda) in manganovim dioksidom (MnO2, katoda). So izjemno stabilne baterije, a kratkotrajne.
- Svinčene baterije. Pogost v vozilih in motorjih. So baterije za ponovno polnjenje, ki imajo med polnjenjem dve elektrodi svinec: katoda iz svinčevega dioksida (PbO2) in gobasta svinčena anoda (Pb). Uporabljeni elektrolit je žveplova kislina (H2SO4) v vodni raztopini. Po drugi strani, ko se baterija izprazni, je svinec v obliki svinčevega (II) sulfata (PbSO4) odložen na kovinski svinec (Pb). Nato se med začetnim nabojem PbSO4 na negativnih ploščah reducira v Pb, na pozitivnih pa nastane PbO2. Pri tem procesu se svinec hkrati oksidira in reducira. Po drugi strani pa se med praznjenjem PbO2 reducira v PbSO4 in Pb se oksidira, da nastane tudi PbSO4. Ta dva procesa se lahko ciklično ponavljata, dokler kristali PbSO4 ne postanejo preveliki, da bi izgubili kemično reaktivnost. To je primer, ko se pogovorno reče, da je baterija sulfatirana in jo je treba zamenjati z novo.
- baterije nikelj. Zelo nizki stroški, vendar grozne zmogljivosti, so eni izmed prvih, ki so bili izdelani v zgodovini. Po drugi strani so ustvarili nove baterije, kot so:
- Nikelj-železo (Ni-Fe). Sestavljale so jih tanke cevi, navite s pločevinami iz ponikljanega jekla. Na pozitivnih ploščah so imeli nikljev (III) hidroksid (Ni (OH) 3), na negativnih pa železo (Fe). Uporabljeni elektrolit je kalijev hidroksid (KOH). Čeprav je bila njihova življenjska doba zelo dolga, so jih ukinili zaradi nizke zmogljivosti in visokih stroškov.
- Nikelj-kadmij (Ni-Cd). Sestavljeni so iz kadmijeve (Cd) anode in nikljeve (III) hidroksidne (Ni (OH) 3) katode ter kalijevega hidroksida (KOH) kot elektrolita. Ti akumulatorji so popolnoma polnilni, vendar imajo nizko gostoto energije (komaj 50Wh/kg). Poleg tega se zaradi visokega spominskega učinka (zmanjšanje kapacitete baterij pri nepopolnih polnjenjih) in ker je kadmij zelo onesnažuje, se uporabljajo vse manj.
- Nikelj-hidrid (Ni-MH). Za anodo uporabljajo nikljev oksihidroksid (NiOOH) in a zlitine kovinski hidrid kot katoda. Imajo višjo nosilnost in manjši spominski učinek v primerjavi z Ni-Cd baterijami, prav tako pa ne vplivajo na okolje saj nimajo Cd (zelo onesnažujoče in nevarne). Bili so pionirji pri uporabi za električna vozila, saj so popolnoma polnilna.
- Litij-ionske (Li-ION) baterije. Kot elektrolit uporabljajo litijevo sol. So najbolj uporabljene baterije v elektronika majhne velikosti, kot so mobilni telefoni in druge prenosne naprave. Izstopajo po svoji ogromni energijski gostoti, poleg tega pa so zelo lahki, majhne velikosti in dobre zmogljivosti, vendar imajo največjo življenjsko dobo tri leta. Druga prednost, ki jo imajo, je njihov nizek spominski učinek. Poleg tega lahko ob pregrevanju eksplodirajo, saj so njihovi elementi vnetljivi, zato so njihovi proizvodni stroški visoki zaradi dejstva, da je treba vgraditi varnostne elemente.
- Litij-polimerne (LiPo) baterije. So različica običajnih baterij litij, imajo boljšo energijsko gostoto in boljšo stopnjo praznjenja, vendar imajo pomanjkljivost, da so neuporabni, če izgubijo napolnjenost pod 30 %, zato je bistveno, da jim ne dovolite, da se popolnoma izpraznijo. Lahko se tudi pregrejejo in eksplodirajo, zato je zelo pomembno, da nikoli ne čakate predolgo, da si ogledate baterijo, oziroma jo vedno hranite na varnem mestu, stran od vnetljivih snovi.
Baterija in baterija
V mnogih špansko govorečih državah samo izrazbaterija.
Pogoji baterija Y baterija v tem kontekstu so sinonimi in izvirajo iz prvih dni človeške manipulacije z električno energijo. Prvi akumulatorji so bili sestavljeni iz skupin celic ali kovinskih diskov za povečanje prvotno dobavljenega toka, ki so bili razporejeni na dva načina: enega nad drugim in tvorili baterija, ali drug poleg drugega, v obliki baterija.
Vendar je treba pojasniti, da je v mnogih špansko govorečih državah samo izraz baterija, in je prednostno akumulator za druge električne naprave, kot so kondenzatorji itd.