Принцип работы батареи
Принцип работы батареи
В химической батарее прямое преобразование химической энергии в электрическую является результатом химических реакций, таких как окисление и восстановление, которые происходят самопроизвольно внутри батареи. Эту реакцию проводят на двух электродах соответственно. Активный материал отрицательного электрода состоит из восстановителя, который имеет относительно отрицательный потенциал и стабилен в электролите, такого как активные металлы, такие как цинк, кадмий и свинец, а также водород или углеводороды. Активный материал положительного электрода состоит из окислителя с положительным потенциалом и стабильного в электролите, такого как диоксид марганца, диоксид свинца, оксид никеля и оксиды других металлов, кислород или воздух, галогены и их соли, оксикислоты и их соли и т. д. . Электролитами называют материалы с хорошей ионной проводимостью, например водные растворы кислот, щелочей и солей, органические или неорганические неводные растворы, расплавленные соли или твердые электролиты. Когда внешняя цепь отключена, хотя между двумя полюсами существует разность потенциалов (напряжение холостого хода), ток отсутствует, и химическая энергия, запасенная в аккумуляторе, не преобразуется в электрическую энергию. Когда внешняя цепь замкнута, ток течет по внешней цепи под действием разности потенциалов между двумя электродами. В то же время внутри аккумулятора из-за отсутствия свободных электронов в электролите перенос заряда неизбежно будет сопровождаться реакцией окисления или восстановления границы раздела между биполярным активным материалом и электролитом, а также миграцией материала. реагентов и продуктов реакции. Перенос заряда в электролите завершается также миграцией ионов. Следовательно, нормальный процесс переноса заряда и переноса материала внутри батареи является необходимым условием для обеспечения нормальной выдачи электрической энергии. При заряде направление процесса электро- и массопереноса внутри аккумулятора прямо противоположно направлению разряда; электродная реакция должна быть обратимой, чтобы обеспечить нормальное протекание массопереноса и электрического процесса в противоположном направлении. Поэтому обратимость электродной реакции является необходимым условием формирования батареи. G – прирост свободной энергии реакции Гиббса (Кокс); F – постоянная Фарадея = 96500 ку = 26,8 А · ч; n – эквивалентное число реакций батареи. Это основная термодинамическая связь между электродвижущей силой батареи и реакцией батареи, а также основное термодинамическое уравнение для расчета эффективности преобразования энергии батареи. Фактически, когда через электрод протекает ток, потенциал электрода будет отклоняться от термодинамически сбалансированного потенциала электрода. Это явление называется поляризацией. Чем больше плотность тока (ток, проходящий на единицу площади электрода), тем серьезнее поляризация. Поляризация является одной из важных причин потери энергии батареи.
Есть три причины поляризации:
① Поляризация, вызванная сопротивлением каждой части батареи, называется омической поляризацией;
② Поляризация, вызванная замедлением процесса переноса заряда в интерфейсном слое электрод-электролит, называется активационной поляризацией;
③ Поляризация, вызванная медленным процессом массопереноса в интерфейсном слое электрод-электролит, называется концентрационной поляризацией. Способ снижения поляризации заключается в увеличении площади реакции электрода, уменьшении плотности тока, повышении температуры реакции и улучшении каталитической активности поверхности электрода.
Мы являемся поставщиком свинцово-кислотных аккумуляторов для мотоциклов. Если вы заинтересованы в поставщике свинцово-кислотных аккумуляторов для мотоциклов, пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.
В химической батарее прямое преобразование химической энергии в электрическую является результатом химических реакций, таких как окисление и восстановление, которые происходят самопроизвольно внутри батареи. Эту реакцию проводят на двух электродах соответственно. Активный материал отрицательного электрода состоит из восстановителя, который имеет относительно отрицательный потенциал и стабилен в электролите, такого как активные металлы, такие как цинк, кадмий и свинец, а также водород или углеводороды. Активный материал положительного электрода состоит из окислителя с положительным потенциалом и стабильного в электролите, такого как диоксид марганца, диоксид свинца, оксид никеля и оксиды других металлов, кислород или воздух, галогены и их соли, оксикислоты и их соли и т. д. . Электролитами называют материалы с хорошей ионной проводимостью, например водные растворы кислот, щелочей и солей, органические или неорганические неводные растворы, расплавленные соли или твердые электролиты. Когда внешняя цепь отключена, хотя между двумя полюсами существует разность потенциалов (напряжение холостого хода), ток отсутствует, и химическая энергия, запасенная в аккумуляторе, не преобразуется в электрическую энергию. Когда внешняя цепь замкнута, ток течет по внешней цепи под действием разности потенциалов между двумя электродами. В то же время внутри аккумулятора из-за отсутствия свободных электронов в электролите перенос заряда неизбежно будет сопровождаться реакцией окисления или восстановления границы раздела между биполярным активным материалом и электролитом, а также миграцией материала. реагентов и продуктов реакции. Перенос заряда в электролите завершается также миграцией ионов. Следовательно, нормальный процесс переноса заряда и переноса материала внутри батареи является необходимым условием для обеспечения нормальной выдачи электрической энергии. При заряде направление процесса электро- и массопереноса внутри аккумулятора прямо противоположно направлению разряда; электродная реакция должна быть обратимой, чтобы обеспечить нормальное протекание массопереноса и электрического процесса в противоположном направлении. Поэтому обратимость электродной реакции является необходимым условием формирования батареи. G – прирост свободной энергии реакции Гиббса (Кокс); F – постоянная Фарадея = 96500 ку = 26,8 А · ч; n – эквивалентное число реакций батареи. Это основная термодинамическая связь между электродвижущей силой батареи и реакцией батареи, а также основное термодинамическое уравнение для расчета эффективности преобразования энергии батареи. Фактически, когда через электрод протекает ток, потенциал электрода будет отклоняться от термодинамически сбалансированного потенциала электрода. Это явление называется поляризацией. Чем больше плотность тока (ток, проходящий на единицу площади электрода), тем серьезнее поляризация. Поляризация является одной из важных причин потери энергии батареи.
Есть три причины поляризации:
① Поляризация, вызванная сопротивлением каждой части батареи, называется омической поляризацией;
② Поляризация, вызванная замедлением процесса переноса заряда в интерфейсном слое электрод-электролит, называется активационной поляризацией;
③ Поляризация, вызванная медленным процессом массопереноса в интерфейсном слое электрод-электролит, называется концентрационной поляризацией. Способ снижения поляризации заключается в увеличении площади реакции электрода, уменьшении плотности тока, повышении температуры реакции и улучшении каталитической активности поверхности электрода.
Мы являемся поставщиком свинцово-кислотных аккумуляторов для мотоциклов. Если вы заинтересованы в поставщике свинцово-кислотных аккумуляторов для мотоциклов, пожалуйста, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации.
