Батареяның жарықтауы мен батареяның толтырылуы

Бұл тақырыпты (батареяның толтыру және босалуы) айналысқа кірістірмей-ақ, алдымен оксидация және редукция не екенін түсінеміз. Себебі, батарея оксидация мен редукция реакцияларына байланысты толтырылып же босалады.
Оксидация мен редукция теориясын түсіну үшін химиялық реакцияның мысалына көшеміз. Цинк металі мен хлордың реакциясын қарастырайық.

Бұл реакцияда цинк (Zn) екі электронды беріп, оң зарядты іонға айналады.

Мұнда, әрбір хлор атомы бір электронды қабылдап, теріс зарядты іонға айналады.

Енді, бұл екі кері зарядталған іондар бір-бірімен бірге цинк хлорид (ZnCl2) құрылады.
Бұл реакцияда цинк электрондарды беріп, оксидацияланады, ал хлор электрондарды қабылдап, редукцияланады.
Атом электрондарды бергенде, оның оксидациялық саны артады. Мысалы, міздептерде цинктің оксидациялық саны 0-ден +2-ге өзгереді. Оксидациялық сан артқан кезде, бұл реакция оксидация реакциясы деп аталады. Басқа жағдайда, егер атом электрондарды қабылдаса, оның теріс оксидациялық саны артады, яғни атомдың оксидациялық саны нөлге қарағанда төмендейді. Оксидациялық сан төменгейленген кезде, бұл реакция редукция деп аталады.

Батареяның босалуы

Батареяда электролитте екі электрод погружуды. Егер бұл екі электродаға сыртқы жүк қосылса, бір электрода оксидация реакциясы басталады, ал басқа электрода редукция реакциясы басталады.
Оксидация реакциясы болған электрода, электрондар саны артады. Бұл электрода теріс электрода немесе анод деп аталады.

Ал басқа жағдайда, батареяның босалуы уақытында, басқа электрода редукция реакциясына қатысады. Бұл электрода катод деп аталады. Анодтағы артық электрондар сыртқы жүк арқылы катодқа өтеді. Катодта бұл электрондар қабылданады, яғни катод материалы редукция реакциясына қатысады.
Оксидация реакциясынан шыққан продукттар (позитивті іондар немесе катионы) катодқа электролит арқылы өтеді, ал редукция реакциясынан шыққан продукттар (теріс іондар немесе анионы) анодқа электролит арқылы өтеді.
Батареяның босалуын көрсету үшін практикалық мысал қарастырайық. Никель-кадмиев батареяны қарастырайық. Мұнда, кадмий анод немесе теріс электрода болып табылады. Анодта оксидация реакциясы кадмий металлі OH – ионмен реакция жасайды, екі электронды беріп, кадмий гидроксидіне айналады.

Батареяның катоды никель окси-гидроксид немесе тқала никель оксидтен жасалған. Катодта редукция реакциясы жасалады, бұл реакцияға қатысты никель окси-гидроксид электрондарды қабылдап, никель гидроксидіне айналады.

Батареяның толтыруы

Батареяның толтыруы уақытында, батареяға сыртқы DC басқару қосылады. DC басқаруының теріс терминалы батареяның теріс платына немесе анодына қосылады, ал оң терминалы батареяның оң платына немесе катодына қосылады.

Сыртқы DC басқаруы арқылы, анодқа электрондар қосылады. Анодта редукция реакциясы өтеді, катодта емес. Батареяның босалуында, редукция реакциясы катодта өтеді. Редукция реакциясы арқылы, анод материалы электрондарды қайта қабылдайды және батарея босалмаған кездеғі өзінің ағымдағы қалыптасқан абалына қайта қайтып келеді.
DC басқаруының оң терминалы катодға қосылғанда, катодтағы электрондар DC басқаруының оң терминалына тартылады. Нәтижесінде, катодта оксидация реакциясы өтеді және катод материалы батарея босалмаған кездеғі өзінің ағымдағы қалыптасқан абалына қайта қайтып келеді. Бұл батареяның толтыруының негізгі принципі.

Енді перезаряжаланатын никель-кадмиев батареяның мысалын қарастырайық. Батареяның толтыруы уақытында, зарядқыштың теріс және оң терминалдары батареяның теріс және оң электродаға қосылады. Анодта, DC басқаруының теріс терминалынан келген электрондар редукция реакциясына қатысады, сонымен қатар кадмий гидроксид қайта цинкке айналып, гидроксид иондары (OH–) электролитке өтеді.

Катодта немесе оң электрода, оксидация реакциясы арқылы, никель гидроксид никель окси-гидроксидіне өтеді, электролиттің суын қайта өткізеді.

Батареяның толтыруы уақытында, второстепендік батарея өзінің бастапқы заряжаланған абалына қайта қайтып келеді және батареяның босалуына дайындалады.

Ескерту: Жиналуына құрмет етіңіз, жаксы мақалаларды бөлісу қажет, егер автордық құқықтар бұзылса, жою үшін хабарласыңыз.