Vysvetľujeme, čo je batéria a ako toto zariadenie funguje. Tiež typy batérií, ktoré existujú a čo je batéria.
Čo je batéria?
Elektrická batéria, tiež nazývaná elektrická batéria alebo akumulátor, je zariadenie zložené z elektrochemických článkov schopných premieňať chemická energia vnútri v elektrická energia. Batérie teda generujú jednosmerný prúd a týmto spôsobom slúžia na napájanie rôznych elektrických obvodov v závislosti od ich veľkosti a výkonu.
Batérie sú plne súčasťou nášho každodenného života od ich vynálezu v 19. storočí a ich masovej komercializácie v 20. storočí. Vývoj batérií ide ruka v ruke s technologickým pokrokom elektroniky. Diaľkové ovládače, hodiny, počítačov Všetky druhy mobilných telefónov a obrovská skupina súčasných prístrojov využívajú batérie ako zdroj elektrickej energie, preto sa vyrábajú s rôznymi výkonmi.
Batérie majú kapacitu nabitia, ktorá je určená povahou ich zloženia a ktorá sa meria v ampérhodinách (Ah), čo znamená, že batéria môže dodávať jeden ampér prúdu počas nepretržitej hodiny. Čím vyššia je jeho nabíjacia kapacita, tým viac prúdu dokáže vo vnútri uložiť.
Napokon, krátky životný cyklus väčšiny komerčných batérií z nich urobil silnú znečisťujúcu látku vody Y pôdyvzhľadom na to, že po ukončení ich životného cyklu ich nemožno dobiť ani znova použiť a sú zlikvidované. Po zhrdzavení ich kovového krytu sa batérie vybijú do životné prostredie jeho chemický obsah a zmeniť jeho zloženie a pH.
Ako funguje batéria?
Základný princíp batérie pozostáva z oxidačno-redukčných reakcií (redox) určitých chemických látok, z ktorých jeden prehrá elektróny (oxiduje), zatiaľ čo druhý získava elektróny (redukuje), pričom je schopný vrátiť sa do svojej pôvodnej konfigurácie za predpokladu nevyhnutných podmienok: aplikácia elektriny (nabíjanie) alebo uzavretie okruhu (vybíjanie).
Batérie obsahujú chemické články, ktoré majú kladný pól (anóda) a záporný pól (katóda), ako aj elektrolyty, ktoré umožňujú elektrický tok smerom von. Tieto články premieňajú chemickú energiu na elektrickú energiu prostredníctvom reverzibilného alebo nevratného procesu v závislosti od typu batérie, ktorá po dokončení vyčerpá svoju kapacitu na príjem energie. V tomto sa rozlišujú dva typy buniek:
- Primárny. Tie, ktoré, keď už reakcia nastane, sa nedokážu vrátiť do pôvodného stavu, čím sa vyčerpá ich schopnosť skladovania elektrický prúd. Nazývajú sa aj nenabíjateľné batérie.
- Stredné školy. Tie, ktoré môžu prijať aplikáciu elektrickej energie na obnovenie ich pôvodného chemického zloženia a môžu sa použiť mnohokrát, kým sa úplne nevyčerpajú. Nazývajú sa tiež dobíjacie batérie.
Typy batérií
Existuje mnoho typov batérií v závislosti od prvkov použitých pri ich výrobe, ako napríklad:
- Alkalické batérie. Bežne na jedno použitie. Ako elektrolyt používajú hydroxid draselný (KOH). The chemická reakcia ktorý produkuje energiu sa vyskytuje medzi zinkom (Zn, anóda) a oxidom manganičitým (MnO2, katóda). Sú to mimoriadne stabilné batérie, ale s krátkou životnosťou.
- Olovené akumulátory. Bežné vo vozidlách a motocykloch. Sú to nabíjateľné batérie, ktoré po nabití majú dve elektródy viesť: katóda z oxidu olovnatého (PbO2) a hubovitá olovená anóda (Pb). Použitý elektrolyt je kyselina sírová (H2SO4) vo vodnom roztoku. Na druhej strane, keď je batéria vybitá, olovo je vo forme síranu olovnatého (PbSO4) uloženého na kovovom olove (Pb). Potom sa počas počiatočného nabíjania PbSO4 redukuje na Pb na negatívnych platniach a PbO2 sa vytvára na pozitívnych. Pri tomto procese sa olovo oxiduje a zároveň redukuje. Na druhej strane, počas vybíjania sa PbO2 redukuje na PbSO4 a Pb sa oxiduje za vzniku PbSO4. Tieto dva procesy sa môžu cyklicky opakovať, kým kryštály PbSO4 nebudú príliš veľké na to, aby stratili chemickú reaktivitu. To je prípad, keď sa familiárne hovorí, že batéria bola sulfátovaná a treba ju vymeniť za novú.
- Batérie nikel. Veľmi nízke náklady, ale strašný výkon, sú jedny z prvých, ktoré boli vyrobené v histórii. Na druhej strane viedli k vzniku nových batérií, ako sú:
- Nikel-železo (Ni-Fe). Pozostávali z tenkých rúrok navinutých plátmi poniklovanej ocele. Na kladných platniach mali hydroxid nikelnatý (Ni (OH) 3) a na záporných doskách železo (Fe). Použitým elektrolytom je hydroxid draselný (KOH). Hoci ich životnosť bola veľmi dlhá, boli prerušené kvôli ich nízkemu výkonu a vysokej cene.
- Nikel-kadmium (Ni-Cd). Skladajú sa z kadmiovej (Cd) anódy a katódy hydroxidu nikelnatého (Ni (OH) 3) a hydroxidu draselného (KOH) ako elektrolytu. Tieto akumulátory sú perfektne dobíjateľné, no majú nízku energetickú hustotu (sotva 50Wh/kg). Okrem toho sa používajú čoraz menej pre ich vysoký pamäťový efekt (zníženie kapacity batérií pri neúplnom nabíjaní) a preto, že kadmium je veľmi znečisťujúce.
- Nikel-hydrid (Ni-MH). Používajú oxyhydroxid niklu (NiOOH) pre anódu a a zliatina hydrid kovu ako katóda. V porovnaní s Ni-Cd batériami majú vyššiu zaťažiteľnosť a menší pamäťový efekt a taktiež neovplyvňujú životné prostredie keďže nemajú Cd (veľmi znečisťujúce a nebezpečné). Boli priekopníkmi v používaní elektrických vozidiel, pretože sú dokonale dobíjateľné.
- Lítium-iónové (Li-ION) batérie. Ako elektrolyt používajú lítiovú soľ. Sú to najpoužívanejšie batérie v elektronika malých rozmerov, ako sú mobilné telefóny a iné prenosné zariadenia. Vyznačujú sa obrovskou energetickou hustotou, pridanou k tomu, že sú veľmi ľahké, majú malé rozmery a dobrý výkon, no ich životnosť je maximálne tri roky. Ďalšou výhodou, ktorú majú, je ich nízky pamäťový efekt. Okrem toho pri prehriatí môžu explodovať, pretože ich prvky sú horľavé, takže ich výrobné náklady sú vysoké vzhľadom na skutočnosť, že musia byť zabudované bezpečnostné prvky.
- Lítium-polymérové (LiPo) batérie. Sú variáciou bežných batérií z lítium, majú lepšiu hustotu energie a lepšiu rýchlosť vybíjania, ale majú nevýhodu v tom, že sú nepoužiteľné, ak stratia náboj pod 30 %, takže je nevyhnutné, aby sa úplne nevybili. Môžu sa tiež prehriať a explodovať, preto je veľmi dôležité nikdy nečakať príliš dlho na to, aby ste sa na batériu pozreli, alebo ju vždy uchovávajte na bezpečnom mieste mimo dosahu horľavých látok.
Batéria a batéria
V mnohých španielsky hovoriacich krajinách iba výrazbatérie.
Podmienky batérie Y batérie v tomto kontexte sú synonymá a pochádzajú z prvých dní ľudskej manipulácie s elektrinou. Prvé akumulátory pozostávali zo skupín článkov alebo kovových kotúčov na zvýšenie pôvodne dodávaného prúdu, ktoré mohli byť usporiadané dvoma spôsobmi: jeden nad druhým, tvoriac batérie, alebo vedľa seba, v podobe batérie.
Malo by sa však objasniť, že v mnohých španielsky hovoriacich krajinách iba výraz batériea je to výhodné akumulátor pre iné elektrické spotrebiče, ako sú kondenzátory atď.