Вторичные элементы и батареи. Аккумуляторы и батарейки

Элементы и батареи - это устройства, которые преобразуют химическую энергию (посредством окислительно-восстановительных реакций) в электрическую. Их можно разделить на два типа: праймериз и вторичный.

Первичные элементы и батареи не подлежат перезарядке. Как только реакция переноса электрона прекращается, клетка перестает функционировать, поскольку ее реакции необратимы.

Уже батареи и вторичные батареи являются перезаряжаемыми и могут использоваться снова и снова.. См. Два основных примера аккумуляторных батарей:

• Автомобильный аккумулятор (свинцово-свинцовый аккумулятор):

Эта батарея образована свинцовыми пластинами (Pb), подключенными к отрицательному разъему и помещенными между ними свинцовыми пластинами, покрытыми диоксидом свинца (PbO₂), которые, в свою очередь, подключены к положительному разъему. Оба погружены в водный раствор серной кислоты (H₂ТОЛЬКО₄) с 40% по массе, который работает как электролит (проводящий раствор ионов).

Свинец - это отрицательный электрод или анод, который окисляется, теряя электроны, а диоксид свинца работает как положительный электрод, катод, который восстанавливается, приобретая электроны:

Половина реакции анода: Pb + HSO₄^1-+ H₂O ↔ PbSO₄ + H₃O¹⁺ + 2e^-
Катодная полуреакция: PbO₂ + HSO₄^1-+ 3H₃O¹⁺ + 2e^-↔ PbSO₄ + 5 часов₂O
Общая реакция: Pb + PbO₂ + 2 HSO₄^1-+ 2 часа₃O¹⁺↔ 2 PbSO₄ + 4 часа₂O

По мере израсходования серной кислоты аккумулятор разряжается. Но эти реакции разряда батареи, показанные выше, являются обратимый. Поскольку обратные реакции не являются спонтанными, необходимо подавать постоянный электрический ток через генератор, такой как генератор переменного тока или динамо-машина. Таким образом, эти реакции протекают в противоположном направлении, регенерируя серную кислоту и позволяя использовать аккумулятор снова.

Не останавливайся сейчас... После рекламы есть еще кое-что;)

Автомобильные аккумуляторы обычно заряжаются от динамо-машины. Энергия поступает от движения двигателя через генератор переменного тока, который имеет динамо-машину, функция которой заключается в преобразовании механической энергии в электрическую. Эту подзарядку необходимо производить часто, потому что этот тип батареи часто разряжается.

Плотность кислотного раствора показывает степень разряда аккумулятора, если плотность меньше 1,20 г / см.³, он разгружен, но если он равен 1,28 г / см³, он загружен.

Подробнее об этом типе аккумулятора читайте в тексте Автомобильный свинцовый аккумулятор.

• Аккумулятор сотового телефона (литий-ионный аккумулятор):

Эта батарея представляет собой самую современную систему преобразования энергии, широко используемую в портативном электронном оборудовании, особенно в сотовых телефонах.

Вкратце, катод или положительный полюс этой батареи состоит из оксида лития и кобальта, а анод или отрицательный полюс состоит из углерода (графита). Его работа основана на движении ионов лития от анода к катоду через электролит, который является неводным растворителем:

Половина реакции анода: Li_уÇ_{6 (т)} → у Ли + Ç₆+у-
Катодная полуреакция: Li_ИксCoO_{2 (с)} + у читать⁺_(s) + у а также^- → я читаю_{х + у}CoO_{2 (с)}
Глобальная реакция: Ли_уÇ_{6 (т)} + читать_ИксCoO₂ → С_6(s) + читать_{х + у}CoO_{2 (с)} 

Эти реакции обратимы, поэтому эти батареи можно перезарядить, если их поместить в устройство. который проводит электрический ток и вызывает обратную реакцию, в которой ионы лития будут мигрировать из оксида в графит.

Текст Литиевые батареи и батареи подробно объясняет работу этих устройств.

Дженнифер Фогача
Окончила химический факультет

Хотели бы вы ссылаться на этот текст в учебе или учебе? Посмотрите:

FOGAÇA, Дженнифер Роча Варгас. «Батареи и аккумуляторные батареи»; Бразильская школа. Доступно в: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pilhas-baterias-secundarias.htm. Доступ 27 июня 2021 г.