Sekundære celler og batterier. Genopladelige batterier og batterier

Celler og batterier er enheder, der omdanner kemisk energi (gennem oxidationsreduktionsreaktioner) til elektrisk energi. De kan klassificeres i to typer: primærvalg og sekundær.

Primære celler og batterier er dem, der ikke kan genoplades. Når elektronoverførselsreaktionen ophører, holder cellen op med at fungere, da dens reaktioner ikke er reversible.

Allerede batterier og sekundære batterier er genopladelige og kan bruges igen og igen.. Se de to vigtigste eksempler på sekundære batterier:

• Bilbatteri (bly / blyoxidbatteri):

Dette batteri er dannet af blyplader (Pb), der er forbundet til det negative stik og placeret blandet med blyplader dækket med blydioxid (PbO₂), som igen er forbundet til det positive stik. Begge nedsænkes i en vandig opløsning af svovlsyre (H.₂KUN₄) med 40 masseprocent, der fungerer som elektrolyt (ledende opløsning af ioner).

Bly er den negative elektrode eller anode, der oxiderer, mister elektroner, og blydioxid fungerer som den positive elektrode, katoden, som reducerer sig selv og vinder elektroner:

Anode-halvreaktion: Pb + HSO₄^1-+ H₂O ↔ PbSO₄ + H₃O¹⁺ + 2e^-
Katode-halvreaktion: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3H₃O¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 timer₂O
Samlet reaktion: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 H₃O¹⁺↔ 2 PbSO₄ + 4 H₂O

Når svovlsyre forbruges, aflades batteriet. Men disse batteriafladningsreaktioner vist ovenfor er reversibel. Da omvendte reaktioner ikke er spontane, er det nødvendigt at levere en kontinuerlig elektrisk strøm gennem en generator såsom en generator eller en dynamo. Disse reaktioner forekommer således i den modsatte retning ved at regenerere svovlsyre og lade batteriet bruges igen.

Stop ikke nu... Der er mere efter reklamen;)

Bilbatterier oplades normalt af køretøjets dynamo. Energi tilføres ved bevægelse af motoren gennem generatoren, som har en dynamo, hvis funktion er at omdanne mekanisk energi til elektrisk energi. Denne genopladning skal udføres ofte, fordi denne type batteri ofte aflades.

Densiteten af ​​syreopløsningen viser os graden af ​​batteriafladning, hvis densiteten er mindre end 1,20 g / cm³, er det aflæst, men hvis det er lig med 1,28 g / cm³, det er indlæst.

Læs teksten for at få flere oplysninger om denne type batteri Bilbatteri.

• Mobiltelefonbatteri (lithiumionbatteri):

Dette batteri repræsenterer det mest moderne energiomdannelsessystem, der i vid udstrækning anvendes i bærbart elektronisk udstyr, især i mobiltelefoner.

Kort fortalt er katoden eller den positive pol på dette batteri lithiumoxid og cobalt, og anoden eller den negative pol er sammensat af kulstof (grafit). Driften er baseret på bevægelse af lithiumioner fra anoden til katoden gennem elektrolytten, som er et ikke-vandigt opløsningsmiddel:

Anodehalvreaktion: Li_yÇ_{6 (s)} → y Li + Ç₆+y-
Katode-halvreaktion: Li_xCoO_{2 (s)} + y Læs⁺_(s) + y og^- → Jeg læste_{x + y}CoO_{2 (s)}
Global reaktion: Li_yÇ_{6 (s)} + læs_xCoO₂ → C_6(s) + Læs_{x + y}CoO_{2 (s)} 

Disse reaktioner er reversible, så disse batterier kan genoplades, hvis de placeres i en enhed. som leder elektrisk strøm og forårsager den omvendte reaktion, hvor lithiumioner migrerer fra oxid til grafit.

Teksten Lithium-batterier og -batterier forklarer betjeningen af ​​disse enheder detaljeret.

Af Jennifer Fogaça
Uddannet i kemi

Vil du henvise til denne tekst i et skole- eller akademisk arbejde? Se:

FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Batterier og sekundære batterier"; Brasilien skole. Tilgængelig i: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm. Adgang til 27. juni 2021.