Vi forklarer, hvad et batteri er, og hvordan denne enhed fungerer. Også, hvilke typer batterier der findes, og hvad er et batteri.
Hvad er et batteri?
Et elektrisk batteri, også kaldet et elektrisk batteri eller akkumulator, er en enhed, der består af elektrokemiske celler, der er i stand til at omdanne kemisk energi inde i elektrisk strøm. Batterier genererer således jævnstrøm og tjener på denne måde til at drive forskellige elektriske kredsløb, afhængigt af deres størrelse og effekt.
Batterier er blevet fuldt indarbejdet i vores daglige liv siden deres opfindelse i det 19. århundrede og deres massekommercialisering i det 20. Udviklingen af batterier går hånd i hånd med elektronikkens teknologiske fremskridt. Fjernbetjeninger, ure, computere Af alle slags bruger mobiltelefoner og en stor gruppe af moderne gadgets batterier som en kilde til elektrisk strøm, så de er fremstillet med forskellige kræfter.
Batterier har en ladekapacitet, der bestemmes af arten af deres sammensætning, og som måles i ampere-timer (Ah), hvilket betyder, at batteriet kan levere én ampere strøm over en sammenhængende time. Jo højere dens opladningskapacitet, jo mere strøm kan den lagre indeni.
Endelig har den korte livscyklus for de fleste kommercielle batterier gjort dem til en kraftig forurening af farvande Y jord, i betragtning af at når deres livscyklus er afsluttet, kan de ikke genoplades eller genbruges og kasseres. Efter at de har rustet deres metaldæksel, aflades batterierne til miljø dets kemiske indhold og ændre dets sammensætning og pH.
Hvordan fungerer et batteri?
Det grundlæggende princip for et batteri består af oxidations-reduktionsreaktioner (redox) af visse kemiske stoffer, hvoraf den ene taber elektroner (oxiderer), mens den anden får elektroner (reducerer), og er i stand til at vende tilbage til sin oprindelige konfiguration under de nødvendige betingelser: anvendelsen af elektricitet (opladning) eller lukning af kredsløbet (afladning).
Batterier indeholder kemiske celler, der har en positiv pol (anode) og en negativ pol (katode), samt elektrolytter, der tillader elektrisk strømning til ydersiden. Disse celler omdanner kemisk energi til elektrisk energi gennem en reversibel eller irreversibel proces, afhængigt af typen af batteri, som, når den er færdig, opbruger sin kapacitet til at modtage Energi. Heri skelnes der mellem to typer celler:
- Primær. Dem, der, når først reaktionen er opstået, ikke kan vende tilbage til deres oprindelige tilstand, og dermed udtømmer deres evne til at lagre elektrisk strøm. De kaldes også ikke-genopladelige batterier.
- Højskoler. Dem, der kan modtage en anvendelse af elektrisk energi for at genoprette deres oprindelige kemiske sammensætning, og kan bruges adskillige gange, før de er helt udtømte. De kaldes også genopladelige batterier.
Batterityper
Der er mange typer batterier, afhængigt af de elementer, der bruges i deres fremstilling, såsom:
- Alkaliske batterier. Almindeligvis engangs. De bruger kaliumhydroxid (KOH) som elektrolyt. Det kemisk reaktion der producerer energi opstår mellem zink (Zn, anode) og mangandioxid (MnO2, katode). Det er ekstremt stabile batterier, men kort levetid.
- Blysyrebatterier. Almindelig i køretøjer og motorcykler. De er genopladelige batterier, der når de er opladet har to elektroder af at føre: en blydioxidkatode (PbO2) og en svampet blyanode (Pb). Den anvendte elektrolyt er svovlsyre (H2SO4) i vandig opløsning. På den anden side, når batteriet er afladet, er bly i form af bly (II) sulfat (PbSO4) aflejret på metallisk bly (Pb). Derefter, under den indledende ladning, reduceres PbSO4 til Pb på negative plader, og PbO2 dannes på positive. I denne proces oxideres og reduceres bly på samme tid. På den anden side, under udledning, reduceres PbO2 til PbSO4, og Pb oxideres til også at producere PbSO4. Disse to processer kan gentages cyklisk, indtil PbSO4-krystallerne bliver for store til at miste kemisk reaktivitet. Dette er tilfældet, hvor man i daglig tale siger, at batteriet er blevet sulfateret og skal udskiftes med et nyt.
- Batterier nikkel. Meget lav pris, men forfærdelig ydeevne, de er nogle af de første, der er fremstillet i historien. Til gengæld gav de anledning til nye batterier som:
- Nikkel-jern (Ni-Fe). De bestod af tynde rør viklet af plader af forniklet stål. På de positive plader havde de nikkel (III) hydroxid (Ni (OH) 3) og på de negative plader jern (Fe). Den anvendte elektrolyt er kaliumhydroxid (KOH). Selvom deres levetid var meget lang, blev de udgået på grund af deres lave ydeevne og høje omkostninger.
- Nikkel-cadmium (Ni-Cd). De er sammensat af en cadmium (Cd) anode og en nikkel (III) hydroxid (Ni (OH) 3) katode og kaliumhydroxid (KOH) som elektrolyt. Disse akkumulatorer er perfekt genopladelige, men har lav energitæthed (knap 50Wh / kg). Derudover bliver de brugt mindre og mindre på grund af deres høje hukommelseseffekt (reduktion af batteriernes kapacitet, når vi udfører ufuldstændige opladninger) og fordi cadmium er meget forurenende.
- Nikkelhydrid (Ni-MH). De bruger nikkeloxyhydroxid (NiOOH) til anoden og en legering metalhydrid som katode. De har en højere belastningskapacitet og mindre hukommelseseffekt sammenlignet med Ni-Cd batterier, og de påvirker heller ikke miljø da de ikke har Cd (meget forurenende og farligt). De var pionererne i at blive brugt til elektriske køretøjer, da de er perfekt genopladelige.
- Lithium-ion (Li-ION) batterier. De bruger et lithiumsalt som elektrolyt. De er de mest brugte batterier i elektronik lille i størrelse, såsom mobiltelefoner og andre bærbare enheder. De skiller sig ud for deres enorme energitæthed, tilføjet at de er meget lette, har lille størrelse og god ydeevne, men har en maksimal levetid på tre år. En anden fordel, de har, er deres lave hukommelseseffekt. Når de er overophedede, kan de desuden eksplodere, da deres elementer er brandfarlige, så deres produktionsomkostninger er høje på grund af det faktum, at sikkerhedselementer skal indbygges.
- Lithium polymer (LiPo) batterier. De er en variation af de almindelige batterier af lithium, har en bedre energitæthed og en bedre afladningshastighed, men har den ulempe, at de er ubrugelige, hvis de mister deres ladning under 30 %, så det er essentielt ikke at lade dem aflade helt. De kan også overophedes og eksplodere, så det er meget vigtigt aldrig at vente for længe med at se på batteriet, eller altid opbevare det et sikkert sted væk fra brændbare stoffer.
Batteri og batteri
I mange spansktalende lande kun udtrykketbatteri.
Vilkårene batteri Y batteri i denne sammenhæng er de synonyme og kommer fra de tidlige dage af menneskelig manipulation af elektricitet. De første akkumulatorer bestod af grupper af celler eller metalliske skiver for at øge den oprindelige strømforsyning, og det kunne arrangeres på to måder: den ene over den anden og danner en batteri, eller ved siden af hinanden, i form af batteri.
Det skal dog præciseres, at i mange spansktalende lande kun udtrykket batteri, og det foretrækkes akkumulator til andre elektriske apparater, såsom kondensatorer mv.