Funktionsweise, Lagerung und Alterung von Batterien

Eine Batterie ist ein Gerät, das Energie in Form von Chemikalien speichert und bei Bedarf in elektrische Energie umwandelt. Und dies sind die gängigen Batterien - die mit der sehr bekannten zylindrischen Form. Es gibt keine Batterie, die elektrische Energie speichert, und jede Batterie speichert Energie in einer anderen Form. Um mehr über die Funktionsweise von Batterien zu erfahren, empfehlen wir Ihnen, weiterzulesen, um dies herauszufinden und alles zu erfahren, was Sie über die Funktionsweise der Batterie wissen müssen.

Was ist das Funktionsprinzip der Batterie?

+ Wenn zwei andere als Elektroden bezeichnete Metalle in einen verdünnten Elektrolyten gegeben werden, treten in Abhängigkeit vom Elektronenkontakt des Elektrodenmetalls Oxidations- und Reduktionsreaktionen in den Elektroden auf. Aufgrund der Oxidationsreaktion erhält eine Elektrode eine negative Ladung, die als Kathode bezeichnet wird. Eine andere Elektrode erhält aufgrund der Reduktionsreaktion eine positive Ladung, die als Anode bezeichnet wird. Die Kathode bildet den negativen Anschluss, während die Anode den positiven Anschluss einer Zelle oder Batterie bildet.

Um das Grundprinzip der Batterie zu verstehen, müssen Sie das Grundkonzept der Elektronenaffinität verstehen. Wenn zwei im Gegensatz zu Metallen in einen Elektrolyten gegeben werden, entsteht eine Potentialdifferenz zwischen diesen Metallen.

Es wird entdeckt, dass bestimmte Verbindungen, wenn sie Wasser zugesetzt werden, sich auflösen und positive und negative Ionen erzeugen. Diese Art von Verbindung ist als Elektrolyt bekannt. Die Energie, die beim Akzeptieren eines Elektrons durch ein neutrales Atom erzeugt wird, wird als Elektronenaffinität bezeichnet. Wenn zwei verschiedene Arten von Metallen in dieselbe Elektrolytlösung gegeben werden, gewinnt einer Elektronen, während der andere Elektronen freisetzt. Und welches Metall Elektronen gewinnt und welches verliert, hängt von der Elektronenaffinität ab. Das Metall mit einer geringeren Affinität nimmt Elektronen aus den -ve-Ionen der Elektrolytlösung auf.

3,2 V 20 A Niedertemperatur-LiFePO4-Batteriezelle -40 ℃ 3 C Entladekapazität ≥ 70 % Ladetemperatur: -20 ~ 45 ℃ Entladetemperatur : -40 ~ + 55 ℃ Akupunkturtest bestehen -40 ℃ maximale Entladerate: 3 C

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Auf der anderen Seite setzt das Metall mit einer hohen Elektronenaffinität Elektronen frei. Folglich wird es einen wesentlichen Unterschied in der Elektronenkonzentration zwischen diesen beiden Metallen geben. Diese Differenz führt zu einer elektrischen Potentialdifferenz zwischen den Metallen. Diese Differenz oder EMK kann als Spannungsquelle in jedem Stromkreis verwendet werden. Das ist das allgemeine Funktionsprinzip der Batterie.

Wie speichert eine Batterie Energie?

Es gibt zwei Grundtypen von Chemikalienspeicherbatterien: wiederaufladbare oder sekundäre Zellen, primäre Zellen oder nicht wiederaufladbare. In Bezug auf die Speicherung von Energie oder auch die Entladung von Elektrizität sind sie identisch. Es ist nur eine Frage, ob die beteiligten chemischen Verfahren das mehrfache Laden und Entladen ermöglichen.

Alle elektrochemischen Zellen haben zwei Elektroden. Der Bereich zwischen den Elektroden ist mit einem Elektrolyten gefüllt - einer ionischen Flüssigkeit, die Elektrizität leitet. Eine Elektrode - Anode - lässt Elektronen herauskommen. Ein anderer - die Kathode - empfängt sie. Energie wird in speziellen Verbindungen gespeichert, aus denen Anode, Kathode und Elektrolyt bestehen - beispielsweise Zink, Kupfer und SO4.

Die Anode unterliegt einer Oxidationsreaktion: Während der Entladung verbinden sich zwei oder mehr Ionen mit der Anode, um eine Verbindung zu bilden und auch 1 oder mehr Elektronen freizusetzen. Und die Kathode unterliegt einer Reduktionsreaktion, bei der das Material, aus dem die Kathode besteht, Verbindungen mit Ionen und freien Elektronen bildet.

Hohe Energiedichte bei niedriger Temperatur Robuster Laptop-Polymer-Akku Batteriespezifikation: 11,1 V 7800 mAh -40℃ 0,2C Entladekapazität ≥80% Staubdicht, sturzsicher, korrosionsbeständig, elektromagnetische Interferenz

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Wie stirbt eine Batterie?

Wenn der Wirkstoff in den Platten den Entladungsfluss nicht aufrechterhalten kann, "stirbt" eine Batterie. Im Allgemeinen "altert" eine Autobatterie (oder eine frühe Batterie) als aktives, positives Plattenmaterial (oder Flocken) aufgrund der normalen Expansion und Kompression, die während der Entlade- und Ladezyklen auftritt. Dadurch verliert die Platte an Kapazität, und am Boden des Gehäuses bilden sich braune Rückstände, die als Schlamm oder "Schlamm" bezeichnet werden, und die Platte einer Zelle wird kurzgeschlossen. Dadurch wird der akku so schnell wie möglich beschädigt.

Bei heißem Wetter sind positives Gitterwachstum, positive Gittermetallschäden, negatives Gitterschrumpfen, Knicken der Platte oder Wasserverlust zusätzliche Fehlerursachen. Tiefentladungen, Vibrationen, Hitze, schnelles Laden und Überladen stimulieren den "Alterungsprozess". Etwa 50% der vorzeitigen Ausfälle von Autobatterien werden durch mangelnde Wartung, Verdunstung durch hohe Erdwärme oder Wasserverlust beim normalen Aufladen aufgrund von Überladung verursacht. Positives Netzwachstum und sulfatbedingte Unterladung können zu vorzeitigen Ausfällen führen.

Die Lebensdauer einer Batterie hängt von ihrem chemischen Alter ab, das länger ist als die Zeit nach dem Zusammenbau der Batterie. Das chemische Alter der Batterie ergibt sich aus einer komplexen Kombination verschiedener Faktoren, einschließlich Temperaturverlauf und Lademuster. Alle wiederaufladbaren Batterien sind verwendbar und mit zunehmendem Alter chemisch nicht wirksam. Wenn lithium-ionen-batterien chemisch altern, nimmt die Ladungsmenge, die sie halten, die Batterielebensdauer ab und die maximale Leistung nimmt ab.

Fazit

Das ist es. Hier haben wir die Grundidee der Funktionsweise von Batterien behandelt. Energie wird in speziellen Verbindungen gespeichert, aus denen Anode, Kathode und Elektrolyt bestehen. Die Batterie erreicht während des Aufladens oder Aufbaus des Geräts einen Ladezustand. Während der Entladung setzt die Chemikalie an der Anode Elektronen frei und die Ionen im Elektrolyten gehen eine Oxidationsreaktion ein. Viele elektrochemische und thermische Prozesse finden gleichzeitig statt, und selbst die praktischsten Zellkombinationen, die in Form von Batterien verpackt sind, können nicht alle Prozesse vollständig abbilden. Die Annäherung der Grundreaktionen ist daher nur eine kurze Beschreibung dessen, was tatsächlich passiert, aber sie hilft auch, das grundlegende Funktionsprinzip der Batterie zu erklären.