hur batterier fungerar
mycket händer i ett batteri när du poppar det i din ficklampa, fjärrkontroll eller annan trådfri enhet. Medan processerna genom vilka de producerar el skiljer sig något från batteri till batteri, är grundtanken densamma.
När en belastning fullbordar kretsen mellan de två terminalerna producerar batteriet elektricitet genom en serie elektromagnetiska reaktioner mellan anoden, katoden och elektrolyten. Anoden upplever en oxidationsreaktion där två eller flera joner (elektriskt laddade atomer eller molekyler) från elektrolyten kombineras med anoden, producerar en förening och frigör en eller flera elektroner. Samtidigt genomgår katoden en reduktionsreaktion där katodämnet, joner och fria elektroner också kombineras för att bilda föreningar. Även om denna åtgärd kan låta komplicerad är det faktiskt väldigt enkelt: reaktionen i anoden skapar elektroner, och reaktionen i katoden absorberar dem. Nettoprodukten är El. Batteriet fortsätter att producera el tills en eller båda elektroderna tar slut på det ämne som är nödvändigt för att reaktionerna ska inträffa.
annons
moderna batterier använder en mängd olika kemikalier för att driva sina reaktioner. Vanliga batterikemikalier inkluderar:
- zink-kolbatteri: zink-kolkemin är vanlig i många billiga AAA -, AA -, C-och D-torrcellsbatterier. Anoden är zink, katoden är mangandioxid och elektrolyten är ammoniumklorid eller zinkklorid.
- alkaliskt batteri: Denna kemi är också vanlig i AA -, C-och D-torrcellsbatterier. Katoden består av en mangandioxidblandning, medan anoden är ett zinkpulver. Det får sitt namn från kaliumhydroxidelektrolyten, som är en alkalisk substans.
- litiumjonbatteri( uppladdningsbart): Litiumkemi används ofta i högpresterande enheter, till exempel mobiltelefoner, digitalkameror och till och med elbilar. En mängd olika ämnen används i litiumbatterier, men en vanlig kombination är en litiumkoboltoxidkatod och en kolanod.
- blybatteri (uppladdningsbart): detta är den kemi som används i ett typiskt bilbatteri. Elektroderna är vanligtvis gjorda av blydioxid och metallisk bly, medan elektrolyten är en svavelsyralösning.
det bästa sättet att förstå dessa reaktioner är att se dem själv. Gå till nästa sida för några praktiska batteriexperiment.