Een batterij, ook wel batterij of accu genoemd, is een apparaat dat bestaat uit elektrochemische cellen die de chemische energie erin kunnen omzetten in elektrische energie. Daarom genereren batterijen gelijkstroom en voeden zo verschillende circuits, afhankelijk van hun grootte en vermogen. Er zijn er talloze soorten batterijen afhankelijk van het gebruik dat ze zullen krijgen en de kenmerken die ze hebben.
In dit artikel gaan we je alles vertellen wat je moet weten over de verschillende soorten batterijen en wat hun eigenschappen zijn.
wat is een batterij
Sinds de uitvinding van de batterij in de XNUMXe eeuw en de grootschalige commercialisering ervan in de XNUMXe eeuw, is de batterij volledig geïntegreerd in ons dagelijks leven. De ontwikkeling van batterijen gaat hand in hand met de vooruitgang van elektronische technologie. Afstandsbedieningen, horloges, diverse computers, mobiele telefoons en een groot aantal moderne apparaten gebruiken batterijen als energiebron, dus ze hebben verschillende vermogensniveaus.
De laadcapaciteit van een accu wordt bepaald door de aard van de samenstelling, in ampère-uren (Ah), wat inhoudt dat de accu in uren aaneengesloten 1 ampère stroom kan leveren. Hoe hoger de laadcapaciteit, hoe meer stroom hij kan opslaan.
Ten slotte maakt de korte levenscyclus van de meeste commerciële batterijen ze tot een krachtige vervuiler van water en bodem, want als hun levenscyclus eenmaal is voltooid, kunnen ze niet worden opgeladen of hergebruikt en worden ze weggegooid. Zodra de metalen behuizing is geoxideerd, de batterij zal zijn chemische samenstelling afgeven aan het milieu en de samenstelling en pH-waarde veranderen.
hoe een batterij werkt
De batterij heeft een chemische batterij met een positieve elektrode en een negatieve elektrode. Het basisprincipe van de batterij omvat de oxidatie-reductie (redox)-reactie van bepaalde chemicaliën, waarvan de ene elektronen verliest (oxidatie) en de andere elektronen wint (reductie), die ze kunnen onder de nodige voorwaarden in hun oorspronkelijke configuratie worden hersteld.
De batterij bevat een chemische batterij met een positieve elektrode (anode) en een negatieve elektrode (kathode) en een elektrolyt waardoor stroom naar buiten kan stromen. Deze batterijen zetten chemische energie om in elektrische energie via een omkeerbaar of onomkeerbaar proces, afhankelijk van het type batterij. Eenmaal voltooid, zal het vermogen om energie te ontvangen uitgeput raken. Hierbij worden twee soorten cellen onderscheiden:
- voorverkiezingen: degenen die ooit hebben gereageerd, kunnen niet terugkeren naar hun oorspronkelijke staat, waardoor hun vermogen om stroom op te slaan wordt verminderd. Ze worden ook wel niet-oplaadbare batterijen genoemd.
- middelbare scholen: degenen die de toepassing van elektrische energie kunnen accepteren om hun oorspronkelijke chemische samenstelling te herstellen, en die meerdere keren kunnen worden gebruikt voordat ze volledig zijn uitgeput. Ze worden ook wel oplaadbare batterijen genoemd.
Batterijtypes
Lithiumbatterijen hebben een betere energiedichtheid en een betere ontladingssnelheid. Er zijn veel soorten batterijen, afhankelijk van de componenten die bij de productie worden gebruikt, zoals:
- Alkaline batterijen. Meestal maar één keer. Ze gebruiken kaliumhydroxide (KOH) als elektrolyt. De chemische reactie die energie opwekt, vindt plaats tussen zink (Zn, anode) en mangaandioxide (MnO2, kathode). Het zijn uiterst stabiele batterijen, maar hebben een korte levensduur.
- Loodzuur batterijen. Het wordt vaak aangetroffen in auto's en motorfietsen. Het zijn oplaadbare batterijen met twee loodelektroden wanneer ze zijn opgeladen: een looddioxide (PbO2) kathode en een sponsachtige lood (Pb) anode. De gebruikte elektrolyt is een waterige oplossing van zwavelzuur (H2SO4). Aan de andere kant, wanneer de batterij leeg is, wordt lood afgezet bovenop het metallische lood (Pb) in de vorm van lood(II)sulfaat (PbSO4).
- Nikkel batterijen. De kosten zijn erg laag, maar de prestaties zijn erg slecht, ze zijn de eerste ooit gemaakt. Op hun beurt produceerden ze nieuwe batterijen, zoals:
- Nikkel-ijzer (Ni-Fe). Ze bestaan uit dunne buizen die zijn gerold uit vernikkelde staalplaten. Er is nikkel(III)hydroxide (Ni(OH)3) op de positieve plaat en ijzer (Fe) op de negatieve plaat. De gebruikte elektrolyt is kaliumhydroxide (KOH). Hoewel ze een lange levensduur hebben, werden ze stopgezet vanwege slechte prestaties en hoge kosten.
- Nikkel-Cadmium (Ni-Cd). Ze bestaan uit een cadmium (Cd) anode en een nikkel(III) hydroxide (Ni(OH) 3) kathode en kaliumhydroxide (KOH) elektrolyt. Deze batterijen zijn volledig oplaadbaar, maar hebben een lage energiedichtheid (slechts 50Wh/kg). Bovendien wordt het gebruik ervan door het hoge geheugeneffect (de capaciteit van de batterij neemt af als we een onvolledige lading uitvoeren) en de ernstige vervuiling door cadmium steeds minder.
- Nikkelhydride (Ni-MH). Ze gebruiken nikkeloxyhydroxide (NiOOH) als anode en metaalhydridelegering als kathode. In vergelijking met nikkel-cadmium-batterijen hebben ze een hogere laadcapaciteit en minder geheugeneffect, en ze zijn niet belastend voor het milieu omdat ze geen Cd bevatten (zeer vervuilend en gevaarlijk). Ze zijn pioniers in elektrische voertuigen omdat ze volledig oplaadbaar zijn.
- Lithium-ion (Li-ION) batterij. Ze gebruiken lithiumzout als elektrolyt. Het zijn de meest gebruikte batterijen in kleine elektronische producten zoals mobiele telefoons en andere draagbare apparaten. Ze vallen op door hun enorme energiedichtheid, bovendien zijn ze erg licht, klein en werken ze goed, maar de langste levensduur is drie jaar. Een ander voordeel hiervan is het lage geheugeneffect. Bovendien kunnen ze ontploffen bij oververhitting omdat hun componenten brandbaar zijn, dus hun productiekosten zijn hoog omdat ze beveiligingselementen moeten bevatten.
- Lithium-polymeer (LiPo) batterij. Ze zijn een variant van gewone lithiumbatterijen, met een betere energiedichtheid en een betere ontladingssnelheid, maar hun nadeel is dat ze niet kunnen worden gebruikt als de lading minder dan 30% is, dus het is essentieel om ze niet volledig te laten ontladen. Ze kunnen ook oververhit raken en exploderen, dus het is belangrijk om niet te lang te wachten met het controleren van de batterij of om deze te allen tijde op een veilige plaats te bewaren, uit de buurt van brandbare materialen.
Batterijen en batterijen
In veel Spaanstalige landen wordt alleen het woord batterij gebruikt. In dit geval, De termen batterij en cel zijn synoniemen. en ze komen uit de begintijd toen mensen elektriciteit manipuleerden. Het eerste batterijpakket bestaat uit batterijpakketten of metalen plaatjes om de aanvankelijk geleverde stroom te verhogen en kan op twee manieren worden geplaatst: de ene op de andere om een cel te vormen, of de ene naast de andere in de vorm van een batterij. .
Er moet echter worden verduidelijkt dat in veel Spaanstalige landen alleen de term batterij wordt gebruikt, terwijl voor andere elektrische apparatuur, zoals condensatoren, de voorkeur wordt gegeven aan de term accu's.
Ik hoop dat u met deze informatie meer te weten kunt komen over de soorten batterijen die er zijn en hun kenmerken.