باتری

باتری سرب-اسید

سرب-اسید (Lead Acid) یک نمونه خیلی رایج از باتری‌‌های قابل شارژ است. معمولاً برای ذخیره انرژی خورشیدی از این باتری‌ها استفاده می‌‌شود، زیرا کیفیت باتری‌‌های سرب-اسید، آن‌ها را از سایر باتری‌‌ها متمایز می‌‌سازد. این باتری‌‌ها جریان زیادی تولید می‌‌کنند و در اتومبیل‌‌ها مورد استفاده قرار می‌‌گیرند. هنگامی که باتری از کار می‌‌افتد، می‌‌توان آن را بازیافت کرد. در واقع، حدود 93 درصد سرب باتری برای بازیافت دوباره مورد استفاده قرار می‌‌گیرد تا باتری‌‌های سرب-اسید جدید ساخته شوند.

باتری لیتیوم-یون

از آنجایی که این باتری‌‌ها چگالی توان بالایی دارند، معمولاً در الکترونیک از آن‌ها استفاده می‌‌شود. این باتری‌‌ها می‌‌توانند 150 وات-ساعت انرژی را در یک کیلوگرم از جرم خود ذخیره کنند. هنگام تخلیه، یون‌‌های لیتیوم از الکترود منفی به سمت الکترود مثبت و در جهت مخالف حرکت می‌‌کنند. توجه داشته باشید که داغ شدن باتری می‌‌تواند منجر به آسیب‌‌دیدگی و آتش گرفتن آن شود.

شیمی عمومی باتری

یک باتری دارای سه لایه‌‌ی کاتد، آند و جداکننده است. لایه منفی باتری، آند و لایه مثبت آن، کاتد نامیده می‌‌شود. هنگامی که یک بار الکتریکی به باتری اضافه شود، جریان از آند به کاتد شارش می‌‌یابد. به طور مشابه، هنگامی که شارژر باتری را وصل کنیم، جریان در جهت مخالف یعنی از کاتد به آند شروع به شارش می‌‌کند.

هر باتری بر اساس یک واکنش شیمیایی، یعنی واکنش اکسایش-کاهش کار می‌‌کند. این واکنش بین کاتد و آند و از طریق جداکننده (الکترولیت) رخ می‌‌دهد. در نتیجه، یک الکترود به علت واکنش اکسایش به صورت منفی باردار می‌‌شود. این الکترود، کاتد نام دارد. الکترود دیگر به علت واکنش کاهش به صورت مثبت باردار می‌‌شود که آن را آند می‌‌نامند. هنگامی که دو نوع فلز مختلف در محلول الکترولیت یکسانی فرو برده شوند، یکی از الکترودها الکترون می‌‌گیرد و دیگری الکترون از دست می‌‌دهد.

در نتیجه، یکی از فلزها الکترون می‌‌گیرد و دیگری الکترون از دست خواهد داد. این اختلاف در تراکم الکترون دو فلز، بین فلزها اختلاف پتانسیل الکتریکی ایجاد می‌‌کند. این اختلاف پتانسیل می‌‌تواند به عنوان منبع ولتاژ در هر وسیله الکتریکی استفاده شود. یون‌‌ها فقط از طریق جداکننده جریان می‌‌یابند و جداکننده تمام حرکات از آند به کاتد را مسدود می‌‌کند. بنابراین، تنها راه دریافت جریان خارجی، از طریق پایانه‌‌های باتری است.