22 Jahre Batterieanpassung
Mar 23, 2021 Seitenansicht：268
Bevor wir uns den Teilen und der Herstellung einer Batterie zuwenden, sollten wir ein klares Konzept für Batterien haben. Beginnen wir mit dem Wissen darüber, was eine Batterie ist, wie sie funktioniert und wie sie für uns nützlich ist.
Eine Batterie ist eine Sammlung vieler elektrochemischer Zellen. Es ist ein Gerät, das chemische Energie unter Verwendung seiner in elektrochemischen Zellen gespeicherten aktiven Materialien in elektrische Energie umwandelt.
Das Arbeitsprinzip von Batterien sind ihre elektrochemischen Reaktionen und die elektromotorische Kraft, die diese Reaktionen ausführen. Diese Energieumwandlung erfolgt über eine Reihe von Redoxreaktionen, dh die elektrochemischen Oxidations-Reduktions-Reaktionen. Diese Redoxreaktionen beinhalten die Übertragung von Elektronen zwischen den aktiven Materialien einer Batterie über einen Stromkreis.
In der Welt der Wissenschaft und Technologie spielen Batterien heute eine sehr wichtige Rolle in unserem täglichen Leben. Von unseren Handys bis zu unseren Autos sind heute fast alle elektronischen Geräte auf Batterien angewiesen.
Nachdem wir ein erstes Know-how über Batterien haben, beginnen wir mit unserer Hauptabfrage, dh den Komponenten einer Batterie.
Drei wesentliche Teile einer Batterie
Eine Batterie besteht aus drei Hauptkomponenten, einer Kathode, einer Anode und einem Elektrolyten, die zusammen in verschiedenen Gehäusetypen enthalten sind. Diese drei Hauptelemente bilden das Grundgerüst aller Arten von Batterien. Eine Elektrode ist eine Art Leiter, durch den Elektrizität und Ionen hindurchtreten können. Die Anode und die Kathode sind die zwei Arten einer Elektrode. Der Elektrolyt ist eine gelartige Substanz, die die Elektroden trennt.
Ein positiver Anschluss oder eine Kathode
Die Kathode einer Batterie ist die Elektrode, an der Reduktionsreaktionen auftreten. Es ist die positive Elektrode, durch die der herkömmliche Strom eine Vorrichtung verlässt.
Die Elektronen von der Anode kehren über die Kathode in die Zelle zurück. Die von der Anode austretenden Elektronen können nur über einen externen Stromkreis in die Kathode (letztendlich in die Zelle) eintreten. In einer Batterie liefert die Kathode Elektronen an die Kationen oder positiv geladenen Ionen des Elektrolyten.
Die Kathode ist negativ für Geräte, bei denen die Energie der Zelle zum Abbau chemischer Verbindungen verwendet wird. Bei Geräten, die Energie erzeugen, ist die Kathode jedoch positiv.
Ein negativer Anschluss oder eine Anode
Die Anode einer Batterie ist die Elektrode, an der Oxidationsreaktionen auftreten. Es ist eine negative Elektrode, durch die viele Elektronen in Richtung des externen Stromkreises austreten. In einer Batterie ist die Anode aufgrund des herkömmlichen Stromflusses zu dieser Elektrode negativ.
Im Allgemeinen umfassen die an der Anode auftretenden Oxidationsreaktionen Reaktionen von Anionen oder negativen Ionen an der Elektrode. Diese Anionenreaktionen hinterlassen viele Elektronen an der Anode. Diese Elektronen bewegen sich dann aus der Anode in Richtung der Ansteuerschaltung.
Bei Geräten, die Strom verbrauchen, ist die Anode positiv, während bei Geräten, die Strom liefern, wie z. B. Batterien, die Anode negativ ist.
Ein Elektrolyt
Elektrolyte sind die Substanzen, die eine elektrisch leitende Lösung erzeugen können, wenn sie in polaren Lösungsmitteln gelöst werden. Sie stellen eine neutrale Lösung dar, die Kationen und Anionen gleichermaßen enthält. Die Elektrolyte können Säuren, Salze oder Basen sein. Es enthält alle Substanzen, die in einem polaren Lösungsmittel in ihre Ionen dissoziieren können. Die häufigsten dieser Substanzen sind Natrium, Magnesium, Kalium, Chlorid und Kalzium usw.
Wenn einer Batterie elektrischer Strom zugeführt wird, bewegen sich die Kationen und Anionen des Elektrolyten zu ihren jeweiligen Elektroden. Die Kationen bewegen sich in Richtung der Elektrode mit vielen Elektronen, und Anionen bewegen sich in Richtung der Elektrode, die ein Defizit an Elektronen aufweist.
Der Elektrolyt verhindert den Elektronenfluss zwischen den beiden Elektroden einer Batterie. Diese Anordnung ermöglicht es Elektronen, über den externen Stromkreis zu gelangen, was zur Erzeugung elektrischer Energie beiträgt.
Die Komponenten der Lithium-Ionen-Batterie
Ein lithium-ionen-akku besteht aus vier Hauptkomponenten.
Eine Kathode (Lithium)
Lithium ist der Hauptbestandteil von Li-Ionen-Batterien. Der Lithiumraum in solchen Batterien ist funktional als Kathode der Batterie reserviert. Da Lithium allein in seiner metallischen Form instabil ist, wird grundsätzlich eine Kombination von Lithium und Sauerstoff als Lithiumoxid für die Kathode verwendet. Das aktive Material der Batterie, dh Lithium-Ionen, hält die Potentialdifferenz der Batterie aufrecht.
Eine Anode
Die typischerweise verwendete Anode besteht aus Graphit und ist mit dem aktiven Material, dem Bindemittel und den leitfähigen Additiven beschichtet. Es dient dazu, auf den Stromfluss durch den Stromkreis zuzugreifen. Die optimalen Eigenschaften von Graphit ermöglichen es, dass Lithiumionen während des Ladens der Batterie in der Anode gespeichert werden.
Ein Elektrolyt
Der Elektrolyt dient als perfektes Medium, das nur die Lithiumionen zwischen den Elektroden passieren lässt. Der verwendete Elektrolyt weist hauptsächlich eine hohe Ionenleitfähigkeit auf, was den leichten Fluss von Lithiumionen ergänzt.
Ein Trennzeichen
Der Separator übernimmt die Schutzfunktionen für die Batterie. Es trennt die Elektroden, um den direkten Elektronenfluss zu verhindern. Die üblicherweise verwendeten Separatoren sind Harze, Polyethylen oder Polypropylen.
Alle diese Komponenten von lithium-ionen-batterien arbeiten zusammen, um ein effektives Funktionieren der Batterie zu gewährleisten.
Wie kann ich eine Batterie herstellen?
Es gibt viele Möglichkeiten, Ihre eigene Batterie zu Hause herzustellen. Die zwei unterhaltsamen und einfachen Möglichkeiten, eine Batterie herzustellen, sind:
Die Salzbatterie
Materialien:
1.12 Eisen- oder Zinkschrauben
2. Ein Spritzenkolben
3. Papierstreifen
4. Sandpapier
5.Salz
6. Wasser
7. Kupferdraht
8. LED-Lichter
9. Ein Schraubendreher
10. Ein Isoliermaterial (Pappe oder Kunststoff)
11. Ein Multimeter:
Methode:
1.Entfernen Sie die Isolierung des Kupferdrahtes mit Hilfe von Sandpapier.
2. Wickeln Sie die Papierstreifen fest um die Schrauben.
3. Wickeln Sie die Kupferdrähte fest um die Schrauben. 30 bis 40 mal um jede Schraube. Stellen Sie sicher, dass der Draht die Schrauben nicht berührt.
4.Machen Sie mit dem Spritzenkolben Löcher auf einer Seite des Isoliermaterials.
5.Mit Hilfe eines Schraubendrehers die Schrauben gitterartig in das Loch einsetzen.
6. Verbinden Sie sie mit Hilfe von Kupferdraht.
7. Tauchen Sie das Gerät einige Zeit in Salzwasser.
8. Schließen Sie die Batterie an ein Multimeter oder die LED-Leuchten an, um die Funktion der Batterie zu überprüfen.
Die Soda-Batterie
Materialien:
1. Eine ungeöffnete Dose Soda.
2. Ein Plastikbecher
3,3-4 Zoll breiter Kupferdraht.
4. Eine Schere
5. Voltmeter
6.Elektrische Zuleitungen mit Krokodilklemmen:
Methode:
1. Füllen Sie 3/4 der Tasse mit Soda.
2.Schneiden Sie zwei Aluminiumstreifen aus der Getränkedose. (Breite 3/4 und Länge größer als die Tasse)
3.Verwenden Sie das Schleifpapier, um den Aluminiumstreifen zu entisolieren.
4. Legen Sie die Streifen in das Soda. Stellen Sie sicher, dass die Streifen weit voneinander entfernt sind.
5. Befestigen Sie die Anschlussdrähte an den freien, nicht eingetauchten Enden der Streifen.
6. Schließen Sie das Anschlusskabel gemäß den Anweisungen auf dem Voltmeter an das Voltmeter an.
7. Notieren Sie den Messwert des Voltmeters.
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