Wir erklären, was ein Akku ist und wie dieses Gerät funktioniert. Auch die Arten von Batterien, die es gibt und was eine Batterie ist.
Was ist eine Batterie?
Eine elektrische Batterie, auch elektrische Batterie oder Akkumulator genannt, ist ein Gerät aus elektrochemischen Zellen, die in der Lage sind, die chemische Energie drinnen in elektrische Energie. So erzeugen Batterien Gleichstrom und dienen so zur Versorgung unterschiedlicher Stromkreise, je nach Größe und Leistung.
Batterien sind seit ihrer Erfindung im 19. Jahrhundert und ihrer Massenvermarktung im 20. Jahrhundert vollständig in unser tägliches Leben integriert. Die Entwicklung von Batterien geht Hand in Hand mit dem technologischen Fortschritt der Elektronik. Fernbedienungen, Uhren, Computers Von allen Arten verwenden Mobiltelefone und eine große Gruppe moderner Geräte Batterien als Stromquelle, sodass sie mit unterschiedlichen Leistungen hergestellt werden.
Batterien haben eine durch ihre Zusammensetzung bestimmte Ladekapazität, die in Amperestunden (Ah) gemessen wird, was bedeutet, dass die Batterie über eine ununterbrochene Stunde ein Ampere Strom liefern kann. Je höher seine Ladekapazität, desto mehr Strom kann er im Inneren speichern.
Schließlich hat die kurze Lebensdauer der meisten handelsüblichen Batterien sie zu einem starken Schadstoff von Gewässer Ja Böden, da sie nach Ablauf ihres Lebenszyklus nicht wieder aufgeladen oder wiederverwendet werden können und entsorgt werden. Nach dem Rosten ihrer metallischen Hülle entladen sich die Batterien auf die Umgebung seinen chemischen Inhalt und seine Zusammensetzung verändern und pH.
Wie funktioniert eine Batterie?
Das Grundprinzip einer Batterie besteht aus Oxidations-Reduktions-Reaktionen (Redox) bestimmter Chemikalien, von denen einer verliert Elektronen (oxidiert), während der andere Elektronen aufnimmt (reduziert), in der Lage sein, unter den notwendigen Bedingungen in seine ursprüngliche Konfiguration zurückzukehren: die Anwendung von Elektrizität (Laden) oder Schließen des Stromkreises (Entladen).
Batterien enthalten chemische Zellen mit einem Pluspol (Anode) und einem Minuspol (Kathode) sowie Elektrolyten, die einen elektrischen Fluss nach außen ermöglichen. Diese Zellen wandeln chemische Energie durch einen reversiblen oder irreversiblen Prozess in elektrische Energie um, je nach Art der Batterie, die nach ihrer Fertigstellung ihre Aufnahmekapazität erschöpft Energie. Dabei werden zwei Arten von Zellen unterschieden:
- Primär. Diejenigen, die nach erfolgter Reaktion nicht in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren können, wodurch ihre Speicherfähigkeit erschöpft ist elektrischer Strom. Sie werden auch nicht wiederaufladbare Batterien genannt.
- Hochschulen. Diejenigen, die eine Anwendung von elektrischer Energie erhalten können, um ihre ursprüngliche chemische Zusammensetzung wiederherzustellen, und die viele Male verwendet werden können, bevor sie vollständig erschöpft sind. Sie werden auch Akkus genannt.
Batterietypen
Es gibt viele Arten von Batterien, abhängig von den bei ihrer Herstellung verwendeten Elementen, wie zum Beispiel:
- Alkali-Batterien. Üblicherweise Einwegartikel. Als Elektrolyt verwenden sie Kaliumhydroxid (KOH). Der chemische Reaktion die Energie erzeugt, tritt zwischen Zink (Zn, Anode) und Mangandioxid (MnO2, Kathode) auf. Sie sind extrem stabile Batterien, aber kurzlebig.
- Blei-Säure-Batterien. Häufig in Fahrzeugen und Motorrädern. Es handelt sich um wiederaufladbare Batterien, die im aufgeladenen Zustand zwei Elektroden von führen: eine Bleidioxidkathode (PbO2) und eine Bleischwammanode (Pb). Der verwendete Elektrolyt ist Schwefelsäure (H2SO4) in wässriger Lösung. Andererseits liegt Blei beim Entladen der Batterie in Form von Blei(II)-Sulfat (PbSO4) auf metallischem Blei (Pb) ab. Dann wird während der anfänglichen Ladung PbSO4 auf negativen Platten zu Pb reduziert und PbO2 auf positiven Platten gebildet. Dabei wird Blei oxidiert und gleichzeitig reduziert. Andererseits wird während der Entladung PbO2 zu PbSO4 reduziert und Pb wird oxidiert, um ebenfalls PbSO4 zu erzeugen. Diese beiden Prozesse können zyklisch wiederholt werden, bis die PbSO4-Kristalle zu groß werden, um die chemische Reaktivität zu verlieren. Dies ist der Fall, wenn umgangssprachlich gesagt wird, dass die Batterie sulfatiert wurde und durch eine neue ersetzt werden muss.
- Batterien Nickel. Sehr niedrige Kosten, aber schreckliche Leistung, sie sind einige der ersten, die in der Geschichte hergestellt wurden. Sie führten wiederum zu neuen Batterien wie:
- Nickel-Eisen (Ni-Fe). Sie bestanden aus dünnen Rohren, die mit Blechen aus vernickeltem Stahl umwickelt waren. Auf den positiven Platten hatten sie Nickel (III) Hydroxid (Ni (OH) 3) und auf den negativen Platten Eisen (Fe). Als Elektrolyt wird Kaliumhydroxid (KOH) verwendet. Obwohl ihre Lebensdauer sehr lang war, wurden sie wegen ihrer geringen Leistung und hohen Kosten eingestellt.
- Nickel-Cadmium (Ni-Cd). Sie bestehen aus einer Cadmium (Cd) Anode und einer Nickel (III) Hydroxid (Ni (OH) 3) Kathode und Kaliumhydroxid (KOH) als Elektrolyt. Diese Akkus sind perfekt wiederaufladbar, haben aber eine geringe Energiedichte (kaum 50Wh/kg). Außerdem werden sie aufgrund ihres hohen Memory-Effekts (Kapazität der Batterien bei unvollständiger Ladung) und weil Cadmium sehr umweltbelastend ist, immer seltener verwendet.
- Nickelhydrid (Ni-MH). Sie verwenden Nickeloxyhydroxid (NiOOH) für die Anode und a Legierung Metallhydrid als Kathode. Sie haben eine höhere Belastbarkeit und weniger Memory-Effekt im Vergleich zu Ni-Cd-Akkus und beeinträchtigen auch nicht die Umgebung da sie kein Cd haben (sehr umweltschädlich und gefährlich). Sie waren die Pioniere im Einsatz für Elektrofahrzeuge, da sie perfekt wiederaufladbar sind.
- Lithium-Ionen-Akkus (Li-ION). Als Elektrolyt verwenden sie ein Lithiumsalz. Sie sind die am häufigsten verwendeten Batterien in der Elektronik klein, wie Mobiltelefone und andere tragbare Geräte. Sie zeichnen sich durch ihre enorme Energiedichte aus, dazu noch, dass sie sehr leicht sind, kleine Abmessungen und eine gute Leistung haben, aber eine maximale Lebensdauer von drei Jahren haben. Ein weiterer Vorteil ist ihr geringer Memory-Effekt. Außerdem können sie bei Überhitzung explodieren, da ihre Elemente brennbar sind, so dass ihre Herstellungskosten aufgrund der Tatsache, dass Sicherheitselemente eingebaut werden müssen, hoch sind.
- Lithium-Polymer-Akkus (LiPo). Sie sind eine Variation der gewöhnlichen Batterien von Lithium, haben eine bessere Energiedichte und eine bessere Entladerate, haben aber den Nachteil, dass sie unbrauchbar sind, wenn sie ihre Ladung unter 30% verlieren, daher ist es wichtig, sie nicht vollständig entladen zu lassen. Sie können auch überhitzen und explodieren, daher ist es sehr wichtig, dass Sie mit dem Betrachten der Batterie nie zu lange warten oder sie immer an einem sicheren Ort fern von brennbaren Substanzen aufbewahren.
Akku und Akku
In vielen spanischsprachigen Ländern nur der BegriffBatterie.
Die Bedingungen Batterie Ja Batterie in diesem Zusammenhang sind sie gleichbedeutend und stammen aus den frühen Tagen der menschlichen Manipulation der Elektrizität. Die ersten Akkumulatoren bestanden aus Zellengruppen oder metallischen Scheiben zur Erhöhung der anfänglich zugeführten Stromstärke und konnten auf zwei Arten angeordnet werden: übereinander Batterie, oder nebeneinander, in Form von Batterie.
Es sollte jedoch klargestellt werden, dass in vielen spanischsprachigen Ländern nur der Begriff Batterie, und es wird bevorzugt Akkumulator für andere Elektrogeräte wie Kondensatoren etc.