Prinsipyo sa pagtrabaho sa mga baterya sa pagtipig sa enerhiya
Anbaterya nga pagtipig hin enerhiyaamo an usa nga gamit nga nagbabag-o ngan nagtitirok hin enerhiya ha butnga han enerhiya de-kuryente ngan enerhiya kemikal. Durante han pag-awas, an kemikal nga enerhiya direkta nga ginbabag-o ngadto ha enerhiya nga elektrisidad; durante han pagkarga, an enerhiya han koryente ginbabag-o utro ngadto ha kemikal nga enerhiya para ha pagtipig. An positibo ngan negatibo nga electrode ha baterya hinimo tikang ha iba-iba nga materyales. Kon an pareho nga elektrolito in igsulod, an duha nga elektroda magtutukod han ira kalugaringon nga mga potensyal han elektrod, sugad han iginpapakita han ABCD nga nabari nga linya ha Ladawan 1-4 (an espasyo ha butnga han putol-putol nga linya ngan han mga elektrod nagrirepresentar han naporma nga doble nga layer han kuryente). An kaibahan han potensyal han elektrod han balanse ha butnga han positibo ngan negatibo nga elektrod nagkukompwesto han pwersa han baterya (EMF) E.
Eskematiko nga dayagram han prinsipyo han pagtrabaho han baterya nga nagtitipig hin enerhiya
Kun ang positibo ug negatibo nga electrode gisumpay sa usa ka gawas nga karga, ang positibo nga electrode nga materyal makakuha sa mga electron ug miagi sa usa ka reaksyon sa pag-iban, nga nagbubunga sa katodiko nga polarisasyon, salit gipaubos ang positibo nga electrode nga potensyal; an negatibo nga electrode nga materyal nawawarayan hin mga electrono ngan naagi hin reaksyon hin oksidasyon, nga nagbubunga hin anodiko nga polarisasyon, salit nagpapahitaas han negatibo nga electrodo nga potensyal. Para han sirkito ha gawas, an mga elektron naagos tikang ha negatibo nga elektrodo ngadto ha positibo nga elektrodo, sanglit an kasamtangan nga direksyon tikang ha positibo nga elektrodo ngadto ha negatibo nga elektrodo. Ha elektrolito, an pagbalhin han karga nahitatabo pinaagi han pagkiwa han ion, salit an yana nga direksyon ha sulod nga sirkito tikang ha negatibo nga elektrodo ngadto ha positibo nga elektrodo. Ha estado han paggawas, an pag-apod-apod han potensyal han baterya in iginpapakita han mga bali nga linya nga A'B'C'D' ha Ladawan 1-4. An bug-os nga proseso nagpoporma hin bug-os nga sarado nga galong, nga nagtutugot han mga reaksyon han oksihenasyon ngan pag-iban ha mga elektrod nga magpadayon hin padayon, salit nasiguro an padayon nga pag-agos han koryente ha sulod han sarado nga galong. Kun an baterya in nagbubuhat, an mga reaksyon elektrokemikal nga nakakahimo hin enerhiya nga elektrisidad ha mga electrode in tinatawag nga flow-generating reactions, ngan an mga substansya nga napartisipar hini nga mga reaksyon in tinatawag nga mga aktibo nga materyales.
An proseso han pagkarga han baterya ha pagkamatuod amo an baliktad han proseso han pagdiskarga hito. Ha panahon han pagsingil, an oksihenasyon nahitatabo ha positibo nga elektrod, samtang an pag-iban nahitatabo ha negatibo nga elektrod; dungan, an direksyon han pagbalhin han mga ion ha elektrolito kabaliktaran han panahon han paggawas, ngan an gawas nga surok han gahum nga labaw han abrido nga sirkito han baterya in ginkikinahanglan ha pagmaneho hini nga proseso han pagbag-o han kemikal, sugad han iginpapakita han mga nabari nga linya A "B" C "D" ha Ladawan 1-4.
Para mapadali an direkta nga pagbag-o han enerhiya kemikal ngadto ha enerhiya elektrisya, an proseso han redox nga nahitatabo ha sulod han usa nga baterya nga nagtitipig hin enerhiya naiiba gud tikang ha komon nga mga reaksyon han redox. Ha usa nga baterya, an mga proseso han pagkawara han mga elektron (oksidasyon) ngan pagkuha hin mga elektron (pag-iban) kinahanglan igbulag ngadto hin magkalainlain nga mga rehiyon. Dugang pa, an mga elektron kinahanglan umagi ha gawas nga sirkito kon an aktibo nga mga sangkap nakikigbahin ha reaksyon. Inin duha nga panguna nga mga elemento naglalain han mekanismo han redox ha sulod han usa nga baterya tikang ha ordinaryo nga kemikal nga mga reaksyon han redox ngan han mga reaksyon han mikro-selyula ha mga panhitabo han pagkadunot han elektrokemikal.
Komposyon sa mga baterya sa pagtipig sa enerhiya .
An panguna nga baterya nga nagtitipig hin enerhiya kinahanglan may-ada upat nga nangunguna nga mga sangkap: mga elektrodo, elektrolito, parabulag, ngan kaso han baterya.
elektrod
An mga elektrod, komo panguna nga mga sangkap han usa nga baterya, ginbahin ngadto hin positibo ngan negatibo nga mga elektrod, nga panguna nga ginkokomponer hin aktibo nga mga materyales ngan usa nga konduktibo nga balangkas. Lakip hini, an aktibo nga mga materyales in nakakahimo hin enerhiya nga elektrisidad pinaagi hin mga kemikal nga reaksyon durante han pag-awas han baterya, ngan amo an panguna nga hinungdan nga nagdidesisyon han pagtrabaho han baterya. An mga aktibo nga materyales kadam-an solido, pero puyde liwat mag-eksister komo mga likido o gas.
An mga aktibo nga materyales may-ada desisibo nga impluwensya ha kabug-osan nga pagbuhat han usa nga baterya, ngan tungod hito ha kabug-osan may-ada han masunod nga mga kinahanglanon ha pagbuhat: 1 An positibo nga materyal han elektrod kinahanglan magkaada hin hitaas nga potensyal, samtang an negatibo nga materyal han elektrod kinahanglan magpabilin hin hamubo nga potensyal, basi masiguro nga an baterya mahimo makahimo hin daku nga pwersa han elektrod; An mga aktibo nga materyales kinahanglan may-ada maopay nga elektrokemikal nga reaktibidad, karuyag sidngon, kinahanglan madali hira umapi ha mga proseso han redox; An aktibo nga mga sangkap kinahanglan magkaada hin hitaas nga espisipiko nga kapasidad pinaagi han kabug-aton ngan kadamu; An mga aktibo nga materyales kinahanglan magkaada hin maopay nga kemikal nga karig-onan ha mga solusyon han elektrolito, ngan an kalugaringon-nga kadamu han pagtunaw kinahanglan magin hamubo kutob ha mahihimo; An aktibo nga mga materyales kinahanglan magkaada hitaas nga elektroniko nga konduktibidad; Tikang han panlantaw han ekonomiya ngan sustenido nga pag-uswag, an mga ideal nga aktibo nga materyales in kinahanglan mga rekurso nga hura ngan barato ha Kalibutan; An mga aktibo nga materyales in kinahanglan liwat nga diri nakakadaot ha panlawas han tawo ngan ha natural nga palibot.
An pagtuman han ngatanan nga mga suruklan ha igbaw para ha espisipiko nga aktibo nga materyal makuri gud; salit, kinahanglan an bug-os nga paghunahuna kon nagpipili hin aktibo nga materyal. Ha pagkayana, an gingagamit nga materyales han katodo amo an mga metal oxide, sugad han lead dioxide, manganese dioxide, ngan nickel oxide, sugad man han oxygen tikang ha hangin. Para han mga anode nga materyales, ginpipinalabi an usa nga range hin kemikal nga reaktibo nga metal, sugad han zinc, tingga, cadmium, puthaw, lithium, ngan sodium.
An buruhaton han konduktibo nga balangkas amo an pagkonektar han aktibo nga materyal ngadto ha gawas nga sirkito ngan pagsiguro hin balanse nga pag-apod-apod han koryente. Nasuporta liwat ito ha aktibo nga materyal. An ideal nga konduktibo nga balangkas kinahanglan magkaada hin maopay hinduro nga mekanikal nga kusog, hitaas nga kemikal nga karig-onan, hamubo nga pag-ato, ngan maopay nga pagproseso.
mga elektrolito
An panguna nga buruhaton han elektrolito amo an pagsiguro han epektibo nga pag-agi han ion ha butnga han positibo ngan negatibo nga mga elektrod, nga nagbubuhat han buruhaton han pagdara han ion. Ha pipira nga kahimtang, bangin umapi liwat ito ha mga reaksyon nga elektrokemikal. Para han elektrolito nga ginagamit ha usa nga baterya, an iya pagbuhat kinahanglan makatuman han masunod nga mga kinahanglanon: 1 Kinahanglan magkaada ini hin maupay nga kemikal nga karig-onan basi malikyan an mahinungdanon nga mga reaksyon ha elektrokemikal ha butnga han elektrolito ngan han aktibo nga materyal durante han pagtipig, salit naiibanan an kalugaringon-nga paggawas han baterya; Kinahanglan mayda ini hataas nga konduktibidad han kuryente. An komposisyon han elektrolito in magkalainlain ha iba-iba nga klase hin mga baterya, ngan kasagaran, an tubigon nga mga solusyon hin mga asido, alkali, o asin nga mayda maupay nga konduktibidad in ginpipili komo elektrolito. Kondi, an pipira nga bag-o nga mga teknolohiya han gahum bangin gumamit hin bag-o nga mga materyales sugad han mga organiko nga elektrolito nga solvent, mga elektrolito nga tinunaw nga asin, o solido nga mga elektrolito.
pagbulag
Usa nga separator, nga kilala liwat nga membrana o partisyon, an iginbubutang ha butnga han positibo ngan negatibo nga electrode han usa nga baterya. An nangunguna nga buruhaton hito amo an pagpugong han direkta nga pagkontak han mga elektrod, nga mahimo magresulta hin halipot nga sirkito. An mga batakan nga kinahanglanon ha pagbuhat para han mga separator nag-uupod han: 1 pagin maopay nga elektroniko nga insulator basi malikyan an pansulod nga mga halipot nga sirkito; nga may-ada ubos nga pag-ato ha pagbalhin han ion ha elektrolito, salit naiibanan an sulod nga pag-ato han bug-os nga aparato ngan dako an pag-iban han pagkawara han enerhiya ilarom han hitaas nga -kasamtangan nga mga kondisyon han pag-awas; nga may-ada maupay nga kemikal nga karig-onan, pag-ilob han pagkadunot han elektrolito ngan han mga reaksyon han redox han mga aktibo nga materyales nga elektrolito; pagkamay-ada igo nga mekanikal nga kusog ngan pagduko nga pag-ato basi epektibo nga mapugngan an pagtubo han dendrite ngan mapugngan an gudtiay nga aktibo nga mga partikulo nga makasulod ha lamad;5 Kon ginhuhunahuna an mga hinungdan ha ekonomiya, kinahanglan ito madali makuha ngan diri mahal.
An mga komon nga separator nga materyales naglalakip sa gapas nga papel, pulp nga papel, microporous plastics, microporous rubber, hydrated cellulose, nylon nga panapton, ug salamin nga lanot, ug uban pa.
Kaso han baterya
An casing han baterya, nga kilala gihapon komo surudlan han baterya, amo la an klase hin baterya ha naeksister nga mga baterya nga nagtitipig hin enerhiya kun diin an zinc electrode in nagseserbe gihapon komo casing. Ha kabaliktaran, an iba nga klase hin baterya may tendensya nga gumamit hin espisipiko nga mga materyales para ha gawas nga pag-enkapsul imbes nga an aktibo nga materyal mismo. An maopay nga casing han baterya sadang magkaada maopay hinduro nga mekanikal nga mga kalidad, makaato ha pag-uyog ngan pag-uyog, magpabilin nga marig-on ilarom han duro nga mga kahimtang han temperatura, ngan makaato ha pagkadunot tikang ha elektrolito. Ha praktis, an mga materyales sugad han mga metal, plastik, ngan matig-a nga goma kaylap nga ginagamit komo mga casing han baterya tungod han ira tagsa-tagsa nga mga bentaha.