Fonctionnement des batteries: principe de fonctionnement, stockage et vieillissement

- Aug 30, 2020-

Une batterie est un appareil qui stocke l'énergie sous forme de produit chimique et la convertit en énergie électrique si nécessaire. Et ce sont les batteries courantes - celles avec la forme cylindrique très familière. Il n'y a pas de batterie qui stocke l'énergie électrique et chaque batterie stocke l'énergie sous une autre forme. Pour en savoir plus sur le fonctionnement des batteries, nous vous recommandons de continuer à lire pour le découvrir et apprendre tout ce que vous devez savoir sur le fonctionnement de la batterie.

Quel est le principe de fonctionnement de la batterie?

+ Lorsque deux métaux différents appelés électrodes sont placés dans un électrolyte dilué, des réactions d'oxydation et de réduction se produisent dans les électrodes, en fonction du contact électronique des électrodes métalliques. En raison de la réaction d'oxydation, une électrode reçoit une charge négative appelée cathode. Une autre électrode reçoit une charge positive appelée anode en raison de la réaction de réduction. La cathode fait la borne négative tandis que l'anode fait la borne positive d'une cellule ou d'une batterie.

Pour comprendre le principe fondamental de la batterie, vous devez comprendre le concept de base de l'affinité des électrons. Lorsque deux, contrairement aux métaux, sont placés dans un électrolyte, il y a une différence de potentiel générée entre ces métaux.

On découvre que lorsque certains composés particuliers sont ajoutés à l'eau, ils se dissolvent et génèrent des ions positifs et négatifs. Ce type de composé est appelé électrolyte. L'énergie produite lors de l'acceptation d'un électron par un atome neutre est appelée affinité électronique. Si deux types différents de métaux sont placés dans la même solution d'électrolyte, l'un gagnera des électrons tandis que l'autre finira par libérer des électrons. Et quel métal gagnera des électrons et lequel perdra dépend de l'affinité électronique. Le métal qui a une affinité plus faible va acquérir des électrons des ions -ve de la solution d'électrolyte

De l'autre côté, le métal qui a une forte affinité électronique finira par libérer des électrons. Par conséquent, il y aura une différence clé dans la concentration d'électrons entre ces deux métaux. Cette différence conduit à une différence de potentiel électrique formée entre les métaux. Cette différence ou emf peut être utilisée comme source de tension dans n'importe quel circuit électrique. C'est le principe de fonctionnement général de la batterie.

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Comment une batterie stocke-t-elle l'énergie?

Il existe deux types de produits chimiques de basebatteries de stockage: pile rechargeable ou secondaire, pile principale ou non rechargeable. En ce qui concerne le stockage d'énergie, ou aussi la décharge d'électricité, ils sont identiques. Il s'agit simplement de savoir si les procédures chimiques impliquées permettent une charge et une décharge multiples.

Toutes les cellules électrochimiques ont deux électrodes. La zone entre les électrodes est remplie d'un électrolyte - un fluide ionique qui conduit l'électricité. Une électrode - une anode - permet aux électrons d'en sortir. Un autre - la cathode - les reçoit. L'énergie est stockée dans des composés spéciaux qui composent l'anode, la cathode et l'électrolyte - par exemple, le zinc, le cuivre et le SO4.

L'anode subit une réaction d'oxydation: pendant la décharge, deux ions ou plus se combinent avec l'anode pour former un composé et également libérer 1 ou plusieurs électrons. Et la cathode subit une réaction de réduction dans laquelle le matériau dont est constituée la cathode forme des composés avec des ions et des électrons libres.

Comment une batterie meurt-elle?

Lorsque la substance active dans les plaques est incapable de maintenir le flux de décharge, une batterie&meurt." Généralement, une batterie de voiture (ou précoce)" age" en tant que matériau de plaque positif actif, se déverse (ou s'écaille) en raison de l'expansion et de la compression normales qui se produisent tout au long des cycles de décharge et de charge. Cela entraîne une perte de capacité de la plaque et un résidu brun appelé boue ou&«boue GG»; s'accumule au fond du boîtier et court-circuite la plaque d'une cellule. Cela endommagera la batterie le plus rapidement possible.?

Par temps chaud, la croissance positive du réseau, les dommages métalliques positifs du réseau, le retrait négatif du réseau, le flambage de la plaque ou la perte d'eau sont des causes supplémentaires de défaillance. Les décharges profondes, les vibrations, la chaleur, la charge rapide et la surcharge stimulent toutes le&vieillissant" processus. Environ 50% des pannes prématurées de batterie de voiture sont causées par un manque d'entretien, une évaporation due à une chaleur géothermique élevée ou une perte d'eau pour une recharge normale due à une surcharge. Une croissance positive du réseau et une sous-charge induite par la sulfatation peuvent entraîner des pannes prématurées.

La durée de vie d'une batterie est liée à son âge chimique, qui est plus que le temps après l'assemblage de la batterie. L # 39; âge chimique de la batterie&est tiré d # 39; une combinaison complexe de plusieurs facteurs, y compris l # 39; histoire de la température et le modèle de charge. Toutes les batteries rechargeables sont utilisables et ne sont pas chimiquement efficaces avec l'âge. Commebatteries lithium-ionvieillissent chimiquement, la quantité de charge qu'ils retiennent diminue, la durée de vie de la batterie diminue et les performances maximales diminuent.

Conclusion

C'est tout. Ici, nous avons couvert l'idée de base du fonctionnement des batteries. L'énergie est stockée dans des composés spéciaux qui composent l'anode, la cathode et l'électrolyte. La batterie atteint un état chargé pendant la recharge ou la construction de l'unité. Lors de la décharge, le produit chimique à l'anode libère des électrons et les ions de l'électrolyte subissent une réaction d'oxydation. De nombreux processus électrochimiques et thermiques ont lieu en même temps, et même les combinaisons de cellules les plus pratiques conditionnées sous forme de batteries ne peuvent pas décrire complètement tous les processus. Par conséquent, l'approximation des réactions de base n'est qu'une brève description de ce qui se passe réellement, mais elle aide également à expliquer le principe de fonctionnement de base de la batterie.


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