Sekundární články a baterie. Dobíjecí baterie a baterie

Články a baterie jsou zařízení, která transformují chemickou energii (prostřednictvím oxidačně-redukčních reakcí) na elektrickou energii. Lze je rozdělit do dvou typů: primárky a sekundární.

Primární články a baterie jsou ty, které nelze nabít. Jakmile reakce přenosu elektronů přestane, buňka přestane fungovat, protože její reakce nejsou reverzibilní.

Již baterie a sekundární baterie jsou dobíjecí a lze je používat znovu a znovu.. Podívejte se na dva hlavní příklady sekundárních baterií:

• Autobaterie (olověná / oxidová baterie):

Tato baterie je tvořena olověnými deskami (Pb) připojenými k zápornému konektoru a umístěnými střídavě olověnými deskami pokrytými oxidem olovnatým₂), které jsou zase připojeny ke kladnému konektoru. Obě jsou ponořeny do vodného roztoku kyseliny sírové (H₂POUZE₄) se 40% hmotnostními, který funguje jako elektrolyt (vodivý roztok iontů).

Olovo je záporná elektroda nebo anoda, která oxiduje, ztrácí elektrony a oxid olovnatý funguje jako kladná elektroda, katoda, která se sama redukuje a získává elektrony:

Anoda s poloviční reakcí: Pb + HSO₄^1-+ H₂O ↔ PbSO₄ + H₃Ó¹⁺ + 2e^-
Katodová semi-reakce: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3H₃Ó¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 hodin₂Ó
Celková reakce: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 H₃Ó¹⁺↔ 2 PbSO₄ + 4 hodiny₂Ó

Při spotřebě kyseliny sírové se baterie vybije. Ale tyto výše uvedené reakce na vybití baterie jsou reverzibilní. Vzhledem k tomu, že reverzní reakce nejsou spontánní, je nutné dodávat nepřetržitý elektrický proud přes generátor, jako je alternátor nebo dynamo. Tyto reakce tedy probíhají v opačném směru, regenerují kyselinu sírovou a umožňují opětovné použití baterie.

Autobaterie jsou obvykle dobíjeny dynamem vozidla. Energie je dodávána pohybem motoru alternátorem, který má dynamo, jehož funkcí je přeměna mechanické energie na energii elektrickou. Toto dobíjení je třeba provádět často, protože tento typ baterie je často vybitý.

Hustota kyselého roztoku nám ukazuje stupeň vybití baterie, pokud je hustota menší než 1,20 g / cm³, je nenaloženo, ale pokud se rovná 1,28 g / cm³, je načten.

Další podrobnosti o tomto typu baterie najdete v textu Olověná baterie do auta.

• Baterie mobilního telefonu (lithium-iontová baterie):

Tato baterie představuje nejmodernější systém přeměny energie a je široce používán v přenosných elektronických zařízeních, zejména v mobilních telefonech.

Stručně řečeno, katodou nebo kladným pólem této baterie je oxid lithný a kobalt a anoda nebo záporný pól jsou složeny z uhlíku (grafitu). Jeho činnost je založena na pohybu iontů lithia z anody na katodu elektrolytem, ​​který je nevodným rozpouštědlem:

Anoda s poloviční reakcí: Li_yC_{6 (s)} → y Li + C₆+y-
Katodová semi-reakce: Li_XVrkat_{2 (s)} + y číst⁺_(s) + y a^- → Četl jsem_{x + y}Vrkat_{2 (s)}
Globální reakce: Li_yC_{6 (s)} + číst_XVrkat₂ → C._6(s) + číst_{x + y}Vrkat_{2 (s)} 

Tyto reakce jsou reverzibilní, takže tyto baterie lze nabíjet, pokud jsou vloženy do zařízení. který vede elektrický proud a způsobuje reverzní reakci, při které ionty lithia migrují z oxidu na grafit.

Text Lithiové baterie a baterie podrobně vysvětluje činnost těchto zařízení.

Autor: Jennifer Fogaça
Vystudoval chemii

Zdroj: Brazilská škola - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm