Hvordan fungerer et genopladeligt batteri, og hvad er katodeanode -ligningerne til dette batteri?

Hvordan genopladelige batterier fungerer:

Genopladelige batterier fungerer ved reversible kemiske reaktioner, der opbevarer og frigiver energi gennem bevægelsen af ​​ioner. Her er en forenklet forklaring:

1. Opladning: Når du forbinder batteriet til en oplader, tvinger en ekstern elektrisk strøm elektroner til at strømme i den modsatte retning af deres naturlige strøm under udskrivning. Denne proces vender den kemiske reaktion inde i batteriet og konverterer udladningsprodukterne tilbage til deres originale tilstande.

2. decharge: Når du bruger batteriet, forekommer den kemiske reaktion spontant, hvilket frigiver elektroner, der strømmer gennem et eksternt kredsløb for at drive din enhed. Ionerne bevæger sig mellem anoden og katoden og skaber en elektrisk strøm.

nøglekomponenter:

* Elektroder:

* anode: Den negative elektrode, hvor oxidation forekommer (tab af elektroner). Under udladning mister anodematerialet elektroner og ioner til elektrolytten.

* katode: Den positive elektrode, hvor reduktion forekommer (forstærkning af elektroner). Under udledning får katodematerialet elektroner og ioner fra elektrolytten.

* elektrolyt: Et væske eller fast materiale, der giver ioner mulighed for at bevæge sig mellem elektroderne og afslutte det elektriske kredsløb.

Forskellige typer genopladelige batterier:

Der er forskellige typer genopladelige batterier, hver med sin egen kemi:

* lithium-ion (li-ion): Den mest almindelige type, der bruges i smartphones, bærbare computere og elektriske køretøjer. De har en høj energitæthed og lang levetid.

* lead-syre: Brugt i bilbatterier er de relativt billige og har en høj kapacitet, men er tunge og har en kortere levetid.

* nikkel-cadmium (NICD): En gang populær, men nu mindre almindelig på grund af deres miljøpåvirkning og "hukommelseseffekt".

* nikkel-metal hydrid (NIMH): Har en højere kapacitet end NICD, men lider af et hurtigere kapacitetstab.

katode og anod ligninger (eksempel:lithium-ion-batteri):

Lad os se på katoderne og anodes ligninger for et lithium-ion-batteri:

anode (lithiummetaloxid):

* decharge: Li _x Mo ₂ -> li _x-y Mo ₂ + yli ⁺ + Ye ^-

* Lithiumioner (Li ⁺ ) og elektroner (e ^- ) frigøres fra anoden.

* opladning: Li _x-y Mo ₂ + yli ⁺ + Ye ^- -> li _x Mo ₂

* Lithiumioner og elektroner reabsorberes af anoden.

katode (grafit):

* decharge: C ₆ + yli ⁺ + Ye ^- -> li _y C ₆

* Lithiumioner (Li ⁺ ) og elektroner (e ^- ) fra anoden indsættes i grafitstrukturen.

* opladning: Li _y C ₆ -> C ₆ + yli ⁺ + Ye ^-

* Lithiumioner og elektroner fjernes fra grafitstrukturen.

Bemærk: De specifikke kemiske reaktioner og elektrodematerialer varierer afhængigt af typen af ​​genopladeligt batteri.

Generelt er arbejdsprincippet for et genopladeligt batteri baseret på reversible kemiske reaktioner drevet af bevægelsen af ​​ioner og elektroner, hvilket muliggør opbevaring og frigivelse af elektrisk energi.