Вторични клетки и батерии. Акумулаторни батерии и батерии

Клетките и батериите са устройства, които трансформират химическата енергия (чрез реакции на окислително-редукционни процеси) в електрическа енергия. Те могат да бъдат класифицирани в два вида: праймериз и вторични.

Първичните клетки и батериите са тези, които не могат да бъдат презаредени. След като реакцията на електронен трансфер спре, клетката спира да функционира, тъй като нейните реакции не са обратими.

Вече батериите и вторичните батерии са акумулаторни и могат да се използват отново и отново.. Вижте двата основни примера за вторични батерии:

• Автомобилен акумулатор (оловен / оловен оксиден акумулатор):

Тази батерия е оформена от оловни плочи (Pb), свързани към отрицателния съединител и поставени, осеяни с оловни плочи, покрити с оловен диоксид (PbO₂), които от своя страна са свързани към положителния конектор. И двамата са потопени във воден разтвор на сярна киселина (Н₂САМО₄) с 40% тегловни, който работи като електролит (проводящ разтвор на йони).

Оловото е отрицателният електрод или анод, който се окислява, губи електрони, а оловният диоксид работи като положителния електрод катод, който се редуцира, получавайки електрони:

Половинна реакция на анода: Pb + HSO₄^1-+ Н₂O ↔ PbSO₄ + Н₃О¹⁺ + 2e^-
Катодна полуреакция: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3Н₃О¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 часа₂О
Цялостна реакция: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 Н₃О¹⁺↔ 2 PbSO₄ + 4 Н₂О

С консумацията на сярна киселина батерията ще се изтощи. Но тези реакции на разреждане на батерията, показани по-горе, са обратим. Тъй като обратните реакции не са спонтанни, е необходимо да се подава непрекъснат електрически ток през генератор като алтернатор или динамо. По този начин тези реакции протичат в обратна посока, регенерирайки сярната киселина и позволявайки батерията да се използва отново.

Автомобилните батерии обикновено се зареждат от динамото на автомобила. Енергията се доставя от движението на двигателя през алтернатора, който има динамо, чиято функция е да трансформира механичната енергия в електрическа. Това презареждане трябва да се извършва често, тъй като този тип батерии често се разреждат.

Плътността на киселинния разтвор ни показва степента на разреждане на батерията, ако плътността е по-малка от 1,20 g / cm³, той се разтоварва, но ако е равен на 1,28 g / cm³, той е зареден.

За повече подробности относно този тип батерии прочетете текста Автомобилна оловна батерия.

• Батерия за мобилен телефон (литиево-йонна батерия):

Тази батерия представлява най-модерната система за преобразуване на енергия, която се използва широко в преносимото електронно оборудване, особено в мобилните телефони.

Накратко катодът или положителният полюс на тази батерия е литиев оксид и кобалт, а анодът или отрицателният полюс е съставен от въглерод (графит). Неговата работа се основава на движението на литиеви йони от анода към катода през електролита, който е неводен разтворител:

Половин реакция на анода: Li_у° С_{6 (и)} → y Li + ° С₆+у-
Катодна полуреакция: Li_хCoO_{2 (и)} + у Прочети⁺_(с) + у и^- → Четох_{x + y}CoO_{2 (и)}
Глобална реакция: Li_у° С_{6 (и)} + прочетете_хCoO₂ → C_6(с) + Прочети_{x + y}CoO_{2 (и)} 

Тези реакции са обратими, така че тези батерии могат да се презареждат, ако се поставят в устройство. който провежда електрически ток и предизвиква обратната реакция, при която литиевите йони ще мигрират от оксида към графит.

Текстът Литиеви батерии и батерии обяснява подробно работата на тези устройства.

От Дженифър Фогаса
Завършва химия

Източник: Бразилско училище - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm