หลักการทำงานของแบตเตอรี่การจัดเก็บและการชะลอวัยของแบตเตอรี่อย่างไร

- Aug 30, 2020-

แบตเตอรี่เป็นอุปกรณ์ที่เก็บพลังงานในรูปของสารเคมีและแปลงเป็นพลังงานไฟฟ้าเมื่อจำเป็น และนี่คือแบตเตอรี่ทั่วไปซึ่งเป็นแบตเตอรี่ที่มีรูปทรงกระบอกที่คุ้นเคย ไม่มีแบตเตอรี่ที่เก็บพลังงานไฟฟ้าและแบตเตอรี่ทุกก้อนจะเก็บพลังงานในรูปแบบอื่น หากต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการทำงานของแบตเตอรี่เราขอแนะนำให้คุณอ่านต่อเพื่อค้นหาและเรียนรู้สิ่งที่คุณต้องรู้เกี่ยวกับการทำงานของแบตเตอรี่

หลักการทำงานของแบตเตอรี่คืออะไร?

+ เมื่อมีสองสิ่งที่แตกต่างจากโลหะที่เรียกว่าอิเล็กโทรดใส่ในอิเล็กโทรไลต์ที่เจือจางปฏิกิริยาออกซิเดชั่นและรีดักชันจะเกิดขึ้นในอิเล็กโทรดขึ้นอยู่กับการสัมผัสอิเล็กตรอนของโลหะอิเล็กโทรด เนื่องจากปฏิกิริยาออกซิเดชั่นขั้วไฟฟ้าหนึ่งได้รับประจุลบเรียกว่าแคโทด อีกขั้วหนึ่งรับประจุบวกเรียกว่าแอโนดเนื่องจากปฏิกิริยารีดักชัน แคโทดสร้างขั้วลบในขณะที่ขั้วบวกทำให้ขั้วบวกของเซลล์หรือแบตเตอรี่

เพื่อให้เข้าใจหลักการพื้นฐานของแบตเตอรี่คุณต้องเข้าใจแนวคิดพื้นฐานของความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน เมื่อใส่อิเล็กโทรไลต์ซึ่งแตกต่างจากโลหะสองชนิดมีความต่างศักย์ที่เกิดขึ้นระหว่างโลหะเหล่านี้

มีการค้นพบว่าเมื่อเติมสารประกอบบางอย่างลงในน้ำพวกมันจะละลายและสร้างไอออนบวกและลบ สารประกอบชนิดนี้เรียกว่าอิเล็กโทรไลต์ พลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างการรับอิเล็กตรอนโดยอะตอมที่เป็นกลางเรียกว่าความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน หากใส่โลหะสองชนิดที่แตกต่างกันในสารละลายอิเล็กโทรไลต์เดียวกันตัวหนึ่งจะได้รับอิเล็กตรอนในขณะที่อีกชนิดหนึ่งจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมา และโลหะใดจะได้รับอิเล็กตรอนและโลหะใดจะสูญเสียขึ้นอยู่กับความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอน โลหะที่มีความสัมพันธ์ต่ำกว่าจะได้รับอิเล็กตรอนจาก -ve ไอออนของสารละลายอิเล็กโทรไลต์

ในอีกด้านหนึ่งโลหะที่มีความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนสูงจะปล่อยอิเล็กตรอนออกมา ดังนั้นจะมีความแตกต่างที่สำคัญในความเข้มข้นของอิเล็กตรอนระหว่างโลหะทั้งสองนี้ ความแตกต่างนี้นำไปสู่ความต่างศักย์ไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างโลหะ ความแตกต่างหรือแรงเคลื่อนไฟฟ้านี้สามารถใช้เป็นแหล่งแรงดันไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้าใดก็ได้ นั่นคือหลักการทำงานทั่วไปของแบตเตอรี่

77.jpg

แบตเตอรี่เก็บพลังงานอย่างไร?

มีสองประเภทพื้นฐานของสารเคมีแบตเตอรี่จัดเก็บ: เซลล์แบบชาร์จได้หรือเซลล์รองเซลล์หลักหรือไม่สามารถชาร์จใหม่ได้ ในเรื่องการกักเก็บพลังงานหรือการปล่อยกระแสไฟฟ้าก็เหมือนกัน เป็นเพียงข้อกังวลว่ากระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวข้องอนุญาตให้มีการชาร์จหลายครั้งและการคายประจุหรือไม่

เซลล์ไฟฟ้าเคมีทั้งหมดมีขั้วไฟฟ้าสองขั้ว พื้นที่ระหว่างอิเล็กโทรดเต็มไปด้วยอิเล็กโทรไลต์ซึ่งเป็นของเหลวไอออนิกที่นำไฟฟ้า อิเล็กโทรด - แอโนด - ช่วยให้อิเล็กตรอนหลุดออกมาจากมัน อีกอัน - แคโทด - รับพวกมัน พลังงานจะถูกเก็บไว้ในสารประกอบพิเศษที่ประกอบเป็นขั้วบวกแคโทดและอิเล็กโทรไลต์ตัวอย่างเช่นสังกะสีทองแดงและ SO4

แอโนดเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น: ในระหว่างการคายประจุไอออนสองตัวขึ้นไปจะรวมกับแอโนดเพื่อสร้างสารประกอบและปล่อยอิเล็กตรอน 1 ตัวขึ้นไป และแคโทดผ่านปฏิกิริยารีดักชันซึ่งวัสดุที่แคโทดทำจากสารประกอบในรูปแบบที่มีไอออนและอิเล็กตรอนอิสระ

แบตเตอรี่ตายได้อย่างไร?

เมื่อสารแอคทีฟในเพลตไม่สามารถรักษาการไหลเวียนได้แบตเตอรี่" จะตาย" โดยทั่วไปแบตเตอรี่รถยนต์ (หรือรุ่นแรก ๆ )" อายุ" ในขณะที่วัสดุแผ่นด้านบวกที่ใช้งานอยู่จะหายไป (หรือสะเก็ด) เนื่องจากการขยายตัวและการบีบอัดตามปกติที่เกิดขึ้นตลอดรอบการคายประจุและประจุไฟฟ้า มันทำให้เพลตสูญเสียความจุและกากสีน้ำตาลเรียกว่ากากตะกอนหรือ" โคลน" สร้างขึ้นที่ด้านล่างของเคสและทำให้แผ่นเซลล์สั้นลง มันจะทำให้แบตเตอรี่เสียหายเร็วที่สุด?

ในสภาพอากาศร้อนการเติบโตของกริดในเชิงบวกความเสียหายของโลหะกริดในเชิงบวกการหดตัวของกริดเชิงลบการโก่งตัวของแผ่นหรือการสูญเสียน้ำเป็นสาเหตุเพิ่มเติมของความล้มเหลว การคายประจุอย่างมากการสั่นสะเทือนความร้อนการชาร์จอย่างรวดเร็วและการชาร์จไฟมากเกินไปล้วนกระตุ้นให้" อายุ" กระบวนการ. ประมาณ 50% ของความล้มเหลวของแบตเตอรี่รถยนต์ก่อนเวลาอันควรเกิดจากการขาดการบำรุงรักษาการระเหยจากความร้อนใต้พิภพที่สูงหรือการสูญเสียน้ำเพื่อการชาร์จใหม่ตามปกติเนื่องจากการชาร์จไฟเกิน การเติบโตของกริดที่เป็นบวกและการชาร์จน้อยเกินไปที่เกิดจากซัลเฟตอาจทำให้เกิดความล้มเหลวก่อนเวลาอันควร

อายุการใช้งานของแบตเตอรี่สัมพันธ์กับอายุทางเคมีซึ่งมากกว่าระยะเวลาหลังจากประกอบแบตเตอรี่ อายุทางเคมีของแบตเตอรี่&# 39 เกิดจากการผสมผสานที่ซับซ้อนของปัจจัยหลายประการรวมถึงประวัติอุณหภูมิและรูปแบบการชาร์จ แบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ทั้งหมดใช้งานได้และไม่มีผลทางเคมีตามอายุ เช่นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอายุทางเคมีจำนวนประจุไฟฟ้าที่กักเก็บไว้ลดลงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลงและประสิทธิภาพสูงสุดจะลดลง

สรุป

แค่นั้นแหละ. ในที่นี้เราได้กล่าวถึงแนวคิดพื้นฐานเกี่ยวกับการทำงานของแบตเตอรี่ พลังงานจะถูกเก็บไว้ในสารประกอบพิเศษที่ประกอบเป็นขั้วบวกแคโทดและอิเล็กโทรไลต์ แบตเตอรี่จะอยู่ในสถานะชาร์จไฟในระหว่างการชาร์จใหม่หรือการสร้างหน่วย ในระหว่างการปลดปล่อยสารเคมีที่ขั้วบวกจะปล่อยอิเล็กตรอนและไอออนในอิเล็กโทรไลต์จะเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น กระบวนการทางเคมีไฟฟ้าและความร้อนจำนวนมากเกิดขึ้นในเวลาเดียวกันและแม้แต่การรวมเซลล์ที่ใช้งานได้จริงที่สุดที่บรรจุในรูปแบบของแบตเตอรี่ก็ไม่สามารถแสดงภาพกระบวนการทั้งหมดได้ทั้งหมด ดังนั้นการประมาณปฏิกิริยาพื้นฐานจึงเป็นเพียงคำอธิบายสั้น ๆ ของสิ่งที่เกิดขึ้นจริง แต่ยังช่วยอธิบายหลักการทำงานพื้นฐานของแบตเตอรี่ได้อีกด้วย


คู่ของ:วิธีที่จะทําให้แบตเตอรี่ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ที่เชื่อถือได้มากขึ้น ถัดไป:ฉันจะซื้อแบตเตอรี่ Li-Po และการซื้อได้ที่ไหน