Sekundärzellen und Batterien. Wiederaufladbare Batterien und Batterien

Zellen und Batterien sind Geräte, die chemische Energie (durch Oxidations-Reduktions-Reaktionen) in elektrische Energie umwandeln. Sie können in zwei Typen eingeteilt werden: Vorwahlen und sekundär.

Primärzellen und Batterien sind solche, die nicht wieder aufgeladen werden können. Sobald die Elektronentransferreaktion aufhört, hört die Zelle auf zu funktionieren, da ihre Reaktionen nicht reversibel sind.

Bereits Batterien und Sekundärbatterien sind wiederaufladbar und können immer wieder verwendet werden.. Sehen Sie sich die beiden wichtigsten Beispiele für Sekundärbatterien an:

• Autobatterie (Blei-/Bleioxid-Batterie):

Diese Batterie besteht aus Bleiplatten (Pb), die mit dem negativen Anschluss verbunden sind und zwischen Bleiplatten mit Bleidioxid (PbO .)₂) die wiederum mit dem Plusstecker verbunden sind. Beide werden in eine wässrige Lösung von Schwefelsäure (H₂NUR₄) mit 40 Masse-%, der als Elektrolyt (leitfähige Ionenlösung) fungiert.

Blei ist die negative Elektrode oder Anode, die oxidiert und Elektronen verliert, und Bleidioxid arbeitet als positive Elektrode, Kathode, die sich selbst reduziert und Elektronen aufnimmt:

Anodenhalbreaktion: Pb + HSO₄^1-+ H₂O ↔ PbSO₄ + H₃Ö¹⁺ + 2e^-
Kathodenhalbreaktion: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3H₃Ö¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 Stunden₂Ö
Gesamtreaktion: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 H₃Ö¹⁺↔ 2 PbSO₄ + 4 H₂Ö

Wenn Schwefelsäure verbraucht wird, entlädt sich die Batterie. Aber diese oben gezeigten Batterieentladungsreaktionen sind reversibel. Da Rückreaktionen nicht spontan ablaufen, ist es notwendig, über einen Generator wie eine Lichtmaschine oder einen Dynamo einen kontinuierlichen elektrischen Strom zuzuführen. Diese Reaktionen laufen also in die entgegengesetzte Richtung ab, wodurch die Schwefelsäure regeneriert und die Batterie wieder verwendet werden kann.

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Autobatterien werden in der Regel über die Lichtmaschine des Fahrzeugs aufgeladen. Die Energieversorgung erfolgt durch die Bewegung des Motors durch die Lichtmaschine, die über einen Dynamo verfügt, dessen Funktion darin besteht, mechanische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Dieses Aufladen muss häufig durchgeführt werden, da diese Art von Batterie oft entladen wird.

Die Dichte der Säurelösung zeigt uns den Grad der Batterieentladung, wenn die Dichte weniger als 1,20 g/cm² beträgt³, ist es entladen, aber wenn es gleich 1,28 g/cm. ist³, wird geladen.

Weitere Informationen zu diesem Batterietyp finden Sie im Text Auto Bleibatterie.

• Handy-Akku (Lithium-Ionen-Akku):

Diese Batterie stellt das modernste Energieumwandlungssystem dar, das in tragbaren elektronischen Geräten, insbesondere in Mobiltelefonen, weit verbreitet ist.

Kurz gesagt besteht die Kathode oder der Pluspol dieser Batterie aus Lithiumoxid und Kobalt, und die Anode oder der Minuspol besteht aus Kohlenstoff (Graphit). Seine Funktionsweise basiert auf der Bewegung von Lithiumionen von der Anode zur Kathode durch den Elektrolyten, der ein nichtwässriges Lösungsmittel ist:

Anodenhalbreaktion: Li_jaÇ_6(s) → y Li + Ç₆+j-
Kathodenhalbreaktion: Li_xGurren_2(s) + ja lesen⁺_(s) + ja und^- → ich lese_x+yGurren_2(s)
Globale Reaktion: Li_jaÇ_6(s) + lesen_xGurren₂ → C_6(s) + lesen_x+yGurren_2(s) 

Diese Reaktionen sind reversibel, sodass diese Batterien aufgeladen werden können, wenn sie in ein Gerät eingesetzt werden. die elektrischen Strom leitet und die umgekehrte Reaktion auslöst, bei der Lithiumionen vom Oxid zum. wandern Graphit.

Der Text Lithiumbatterien und Batterien Batterie erklärt die Bedienung dieser Geräte im Detail.

Von Jennifer Fogaça
Abschluss in Chemie

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FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "Batterien und Sekundärbatterien"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.