Eine Batterie, auch Batterie oder Akku genannt, ist ein Gerät, das aus elektrochemischen Zellen besteht, die die chemische Energie im Inneren in elektrische Energie umwandeln können. Daher erzeugen Batterien Gleichstrom und speisen auf diese Weise je nach Größe und Leistung unterschiedliche Stromkreise. Es gibt zahlreiche Arten von Batterien Abhängig von der Verwendung, die ihnen gegeben wird, und den Eigenschaften, die sie haben.
In diesem Artikel erzählen wir Ihnen alles, was Sie über die verschiedenen Batterietypen und ihre Eigenschaften wissen müssen.
Was ist eine Batterie?
Seit der Erfindung der Batterie im XNUMX. Jahrhundert und ihrer großflächigen Kommerzialisierung im XNUMX. Jahrhundert ist die Batterie vollständig in unser tägliches Leben integriert. Die Entwicklung von Batterien geht Hand in Hand mit der Weiterentwicklung der elektronischen Technologie. Fernbedienungen, Uhren, diverse Computer, Mobiltelefone und eine große Anzahl moderner Geräte nutzen Batterien als Energiequelle und verfügen daher über unterschiedliche Leistungsstufen.
Die Ladekapazität einer Batterie wird durch die Art ihrer Zusammensetzung in Amperestunden (Ah) bestimmt, was bedeutet, dass die Batterie in aufeinanderfolgenden Stunden 1 Ampere Strom liefern kann. Je höher seine Ladekapazität, desto mehr Strom kann es speichern.
Schließlich sind die meisten handelsüblichen Batterien aufgrund ihrer kurzen Lebensdauer ein starker Schadstoff für Wasser und Boden, da sie nach Ablauf ihres Lebenszyklus nicht mehr aufgeladen oder wiederverwendet werden können und entsorgt werden. Sobald das Metallgehäuse oxidiert ist, Die Batterie gibt ihre chemische Zusammensetzung an die Umgebung ab und verändert ihre Zusammensetzung und ihren pH-Wert.
wie eine Batterie funktioniert
Die Batterie besteht aus einer chemischen Batterie mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode. Das Grundprinzip der Batterie besteht in der Oxidations-Reduktionsreaktion (Redox) bestimmter Chemikalien, von denen eine Elektronen verliert (Oxidation) und die andere Elektronen hinzugewinnt (Reduktion). Sie können unter den erforderlichen Bedingungen in ihre ursprüngliche Konfiguration zurückversetzt werden.
Die Batterie besteht aus einer chemischen Batterie mit einer positiven Elektrode (Anode) und einer negativen Elektrode (Kathode) sowie einem Elektrolyten, der den Stromfluss nach außen ermöglicht. Diese Batterien wandeln chemische Energie in elektrische Energie durch einen reversiblen oder irreversiblen Prozess um, je nach Art der Batterie, sobald sie fertig ist, erschöpft sie ihre Fähigkeit, Energie aufzunehmen. Dabei werden zwei Arten von Zellen unterschieden:
- Vorwahlen: Diejenigen, die einmal reagiert haben, können nicht in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehren, wodurch ihre Kapazität zur Stromspeicherung verringert wird. Sie werden auch nicht wiederaufladbare Batterien genannt.
- Hochschulen: solche, die die Anwendung elektrischer Energie akzeptieren können, um ihre ursprüngliche chemische Zusammensetzung wiederherzustellen, und die mehrmals verwendet werden können, bevor sie vollständig aufgebraucht sind. Sie werden auch wiederaufladbare Batterien genannt.
Batterietypen
Lithiumbatterien haben eine bessere Energiedichte und eine bessere Entladerate. Abhängig von den bei der Herstellung verwendeten Komponenten gibt es viele Arten von Batterien, wie zum Beispiel:
- Alkali-Batterien. Normalerweise nur einmal. Als Elektrolyt verwenden sie Kaliumhydroxid (KOH). Die chemische Reaktion, die Energie erzeugt, findet zwischen Zink (Zn, Anode) und Mangandioxid (MnO2, Kathode) statt. Es handelt sich um äußerst stabile Batterien, die jedoch eine kurze Lebensdauer haben.
- Blei-Säure-Batterien. Es kommt häufig in Autos und Motorrädern vor. Es handelt sich um wiederaufladbare Batterien mit zwei Bleielektroden im geladenen Zustand: einer Bleidioxid-Kathode (PbO2) und einer Bleischwammanode (Pb). Der verwendete Elektrolyt ist eine wässrige Lösung von Schwefelsäure (H2SO4). Andererseits lagert sich beim Entladen der Batterie Blei auf dem metallischen Blei (Pb) in Form von Blei(II)-sulfat (PbSO4) ab.
- Nickelbatterien. Die Kosten sind sehr niedrig, aber die Leistung ist sehr schlecht, es sind die ersten, die jemals hergestellt wurden. Im Gegenzug produzierten sie neue Batterien, wie zum Beispiel:
- Nickel-Eisen (Ni-Fe). Sie bestehen aus dünnen, aus vernickelten Stahlblechen gewalzten Rohren. Auf der positiven Platte befindet sich Nickel(III)-hydroxid (Ni(OH)3) und auf der negativen Platte Eisen (Fe). Als Elektrolyt wird Kaliumhydroxid (KOH) verwendet. Obwohl sie eine lange Lebensdauer haben, wurden sie aufgrund schlechter Leistung und hoher Kosten eingestellt.
- Nickel-Cadmium (Ni-Cd). Sie bestehen aus einer Cadmium (Cd)-Anode und einer Nickel(III)-Hydroxid (Ni(OH) 3)-Kathode sowie einem Kaliumhydroxid (KOH)-Elektrolyten. Diese Batterien sind vollständig wiederaufladbar, haben jedoch eine geringe Energiedichte (nur 50 Wh/kg). Aufgrund seines hohen Memory-Effekts (die Kapazität des Akkus verringert sich, wenn wir eine unvollständige Ladung durchführen) und der starken Belastung durch Cadmium wird seine Verwendung immer seltener.
- Nickelhydrid (Ni-MH). Sie verwenden Nickeloxyhydroxid (NiOOH) als Anode und eine Metallhydridlegierung als Kathode. Im Vergleich zu Nickel-Cadmium-Batterien haben sie eine höhere Ladekapazität, einen geringeren Memory-Effekt und belasten die Umwelt nicht, da sie kein Cd enthalten (sehr umweltschädlich und gefährlich). Sie sind Pioniere bei Elektrofahrzeugen, da sie vollständig wiederaufladbar sind.
- Lithium-Ionen-Akku (Li-ION).. Als Elektrolyt verwenden sie Lithiumsalz. Sie sind die am häufigsten verwendeten Batterien in kleinen elektronischen Produkten wie Mobiltelefonen und anderen tragbaren Geräten. Sie zeichnen sich durch eine enorme Energiedichte aus, außerdem sind sie sehr leicht, klein und funktionieren gut, die längste Lebensdauer beträgt jedoch drei Jahre. Ein weiterer Vorteil ist der geringe Memory-Effekt. Darüber hinaus können sie bei Überhitzung explodieren, da ihre Bestandteile brennbar sind. Daher sind ihre Produktionskosten hoch, da sie Sicherheitselemente enthalten müssen.
- Lithium-Polymer-Akku (LiPo).. Sie sind eine Variante gewöhnlicher Lithiumbatterien mit höherer Energiedichte und besserer Entladerate. Ihr Nachteil besteht jedoch darin, dass sie nicht verwendet werden können, wenn die Ladung weniger als 30 % beträgt. Daher ist es wichtig, sie nicht vollständig entladen zu lassen. Sie können außerdem überhitzen und explodieren. Daher ist es wichtig, nicht zu lange mit der Überprüfung der Batterie zu warten oder sie jederzeit an einem sicheren Ort und fern von brennbaren Materialien aufzubewahren.
Batterien und Batterien
In vielen spanischsprachigen Ländern wird nur das Wort Batterie verwendet. In diesem Fall, Die Begriffe Batterie und Zelle sind synonym. und sie stammen aus den frühen Tagen, als Menschen Elektrizität manipulierten. Das erste Batteriepaket besteht aus Batteriepaketen oder Metallplatten, um den ursprünglich zugeführten Strom zu erhöhen, und kann auf zwei Arten angeordnet werden: übereinander zu einer Zelle oder nebeneinander in Form einer Zelle eine Batterie. .
Es sollte jedoch klargestellt werden, dass in vielen spanischsprachigen Ländern nur der Begriff Batterie verwendet wird, während für andere elektrische Geräte, wie z. B. Kondensatoren, der Begriff Akkumulatoren bevorzugt wird.
Ich hoffe, dass Sie mit diesen Informationen mehr über die existierenden Batterietypen und ihre Eigenschaften erfahren können.