Bateria to urządzenie, które przekształca energię chemiczną w energię elektryczną. Jest to praktyczny sposób magazynowania energii, ponieważ nie traci energii z upływem czasu, dlatego znajduje szerokie zastosowanie, zwłaszcza w sprzęcie AGD..
Bateria to urządzenie, które przekształca energię chemiczną w energię elektryczną, ale z czasem traci energię, jeśli nie jest ładowana. Mogą mieć zastosowanie domowe i przemysłowe.
| Bateria | bębny | |
|---|---|---|
| Definicja | Urządzenie do wytwarzania i magazynowania energii z ogniwem elektrolitycznym. | Urządzenie do wytwarzania energii z co najmniej jednym ogniwem elektrolitycznym. |
| Uprzejmy | Podstawowy. | Wtórny. |
| Magazynowanie energii | tak. | Nie. |
| Ilość energii | Ograniczone wielkością urządzenia. | Ograniczona liczbą ładunków w okresie użytkowania. |
| Napięcie | Od 1,5 V do 9 V.. | Od 2 V do 14,8 V.. |
| Rodzaje |
|
|
| Aplikacje | Baterie do latarek, zabawek, rozruszników serca, kalkulatorów. | Baterie do samochodów, telefonów komórkowych, samochodów elektrycznych. |
Bateria jest głównym generatorem energii elektrycznej (sama wytwarza energię), składającym się z ogniwa elektrolitycznego, dwóch metalowych elektrod (jednej dodatniej, zwanej katodą, a drugiej ujemnej, zwanej anodą) oraz ciekłego lub pastowatego medium zwanego elektrolit..
Energia zmagazynowana w akumulatorze nie jest tracona z upływem czasu; dlatego można je przechowywać przez kilka lat i nadal będą działać. Jednak jego wewnętrzne komponenty z czasem ulegają degradacji, powodując pogorszenie jakości baterii i nie można jej używać..
Pierwszy stos został stworzony przez Alessandro Voltę w 1800 roku i został nazwany stosem galwanicznym. Choć jego prezentacja była daleka od dotychczasowych akumulatorów uprzemysłowionych, to jej stworzenie pozwoliło nie tylko odkryć formę magazynowania energii, ale także zweryfikować, że przy połączeniu szeregowym kilku akumulatorów można było dowolnie zwiększać napięcie, co było odkrycie.
W wyniku powstania Volty powstało wiele eksperymentów, zwłaszcza w Europie, w celu ulepszenia tego wynalazku. Jednak ten, który dał początek stosowi, który znamy dzisiaj, to stos Leclaché, wynik badań Georgesa Leclanché, francuskiego naukowca i inżyniera..
Ta bateria, wynaleziona w 1868 roku, składała się z dwóch elektrod cynkowych i węglowych zanurzonych w roztworze chlorku amonu. Pasta z dwutlenku manganu otoczyła elektrodę węglową, podczas gdy proszek węglowy działał jako depolaryzator..
Dzięki baterii Leclanché odkryto bardziej efektywny sposób magazynowania energii: baterie suche. Składają się z cylindra cynkowego, który jest biegunem ujemnym, pręta węglowego w środku, który działa jako biegun dodatni, oraz elektrolitycznego wypełniacza. Butla jest uszczelniona, co zapobiega wyciekowi toksycznych związków.
Obecnie ogniwa suche są produkowane przemysłowo i są niezbędne do działania wielu urządzeń codziennego użytku..
Elektrody akumulatora reagują na pastę lub żel elektrolitowy, który generuje proces utleniania na anodzie (elektrodzie ujemnej), który aktywuje produkcję elektronów. Ze swojej strony w katodzie (elektrodzie dodatniej) generowany jest proces redukcji, który powoduje deficyt elektronów.
Kiedy nadmiar elektronów z elektrody ujemnej przechodzi do elektrody dodatniej przez zewnętrzny przewodnik, generowany jest prąd elektryczny.
Baterie mają szereg cech, które wpływają na wytwarzanie energii i czas jej trwania.
W zależności od ich właściwości elektrochemicznych, baterie mogą być zwykłe, alkaliczne lub alkaliczno-manganowe.
Są to suche ogniwa składające się z cylindra cynkowego (biegun ujemny), pasty elektrolitycznej chlorku amonu i pręta węglowego w środku (biegun dodatni).
Są to najtańsze akumulatory na rynku, dlatego zwykle są dołączane do wielu nowych urządzeń.
Są podobne do zwykłych akumulatorów, z wyjątkiem pasty elektrolitycznej zawierającej chlorek potasu lub sodu, która jest szorstka wewnątrz cylindra cynkowego. Służy to do stworzenia większej powierzchni styku.
Baterie alkaliczne działają dłużej niż zwykłe baterie, a prąd jest bardziej stabilny. Ponadto działają w wyższym zakresie temperatur niż zwykła bateria.
Są to baterie alkaliczne, których biegun dodatni wykonany jest z cynku lub litu, a biegun ujemny z dwutlenku manganu lub tlenku srebra. Znajdują szerokie zastosowanie w urządzeniach precyzyjnych, takich jak zegarki, rozruszniki serca czy kalkulatory.
Akumulator to dodatkowy generator energii, składający się z jednego lub większej liczby ogniw elektrochemicznych. Każde z tych ogniw ma elektrody dodatnie i ujemne oraz elektrolit.
Jest to generator wtórny, ponieważ wymaga podstawowego urządzenia do przetwarzania energii.
Baterie są również znane jako akumulatory.
Po tym, jak Alessandro Volta wynalazł stos galwaniczny w 1800 r., Śledzili go inni badacze i naukowcy, którzy próbowali ulepszyć to, co pokazał..
Jednym z nich był Gastón Planté, francuski naukowiec, który stworzył akumulator kwasowo-ołowiowy w 1860 r., Który choć początkowo nie został dobrze przyjęty, miał duże znaczenie w rozwoju elektryczności pod koniec XIX wieku..
Właśnie w tym czasie szwedzki naukowiec Waldermar Jungner wynalazł baterię z elektrodami niklowo-kadmowymi i elektrolitem z wodorotlenku potasu. Jego model odniósł taki sukces, że zaczął być produkowany i sprzedawany w Stanach Zjednoczonych pod koniec lat czterdziestych XX wieku..
Amerykański wynalazca Thomas Alva Edison, twórca żarówek, wpadł na pomysł Jungnera i stworzył własną baterię, która jest do dziś produkowana i sprzedawana..
W latach siedemdziesiątych, kiedy zaczęto sprzedawać pierwsze baterie litowe, które dziś cieszą się dużą popularnością, ponieważ służą do eksploatacji samochodów elektrycznych.
Baterie charakteryzują się procesem utraty, ładowania i akumulacji energii.
Baterie działają w procesie redukcji i utleniania, podobnie jak w przypadku baterii. W tym sensie jedna z elektrod traci elektrony podczas utleniania, podczas gdy druga elektroda jest redukowana i zyskuje elektrony..
W przypadku akumulatorów proces ten można odwrócić, przykładając prąd elektryczny, aby przywrócić urządzenie do pierwotnego stanu, inicjując nowy cykl ładowania..
Ze względu na skład chemiczny akumulatory można podzielić na cztery typy:
Dodatnią elektrodą jest wodorotlenek niklu, a ujemną kadm, natomiast elektrolitem jest wodorotlenek potasu. Akceptują wysokie napięcia i przeciążenia, ale ich gęstość energii jest bardzo niska, w związku z tym, że kadm jest pierwiastkiem silnie toksycznym. Mają zastosowanie domowe i przemysłowe.
Jego ujemna elektroda jest wykonana z niklu, a dodatnia ze stopu wodorku metalu. Ich gęstość energii jest wyższa, ale nie działają prawidłowo w niskich temperaturach. Są to baterie stosowane w pojazdach z napędem elektrycznym.
Posiadają ujemną elektrodę grafitową i dodatnią elektrodę z tlenku kobaltu lub tlenku manganu. Ich rozwój nastąpił niedawno, mają wysoką gęstość energii i mogą być ładowane bez konieczności całkowitego rozładowania. Jednak nie pozwalają na zmiany temperatury.
Są to rodzaje baterii używanych przez czytniki e-booków i telefony komórkowe.
Są podobne do akumulatorów litowo-jonowych, ale mają wyższą gęstość energii. Są drogie i istnieje ryzyko eksplozji w wyniku przegrzania.
Stosowane są w telefonach komórkowych i sprzęcie fotograficznym.
Składa się z dwóch elektrod ołowiowych i elektrolitu do rozpuszczania kwasu siarkowego. Wykonane z ołowiu są bardzo ciężkie, a przez to niepraktyczne. Ich żywotność jest ograniczona, ponieważ nie są odporne na głębokie wyładowania ani przeciążenia, są silnie zanieczyszczające, a ich potencjał energetyczny jest bardzo niski; stąd są najtańsze na rynku.
Zobacz też
Jeszcze bez komentarzy