Napajanje baterije in razpraznjevanje baterije

Preden podrobno razberemo temo, to je nalaganje in razlaganje baterije, najprej poskusimo razumeti, kaj je oksidacija in redukcija. Ker se baterije razlagajo ali napolnjujejo zaradi oksidacijskih in redukcijskih reakcij.
Za razumevanje teorije oksidacije in redukcije lahko neposredno gremo na primer kemikalne reakcije. Poglejmo reakcijo med zinkovim kovinom in dušikom.

V zgornji reakciji zink (Zn) najprej odstrani dva elektrona in postane pozitivni jon.

Tu vsak atom dušika sprejme en elektron in postane negativni jon.

Sedaj se ti dva nasprotno obarvanih jona združita v zinkov dušik (ZnCl2)
V tej reakciji, ker zink odstrani elektrone, je oksidiran, dušik pa sprejme elektrone, zato je reduciran.
Ko atom odstrani elektrone, se njegov številka oksidacije poveča. V našem primeru se številka oksidacije zinka poveča iz 0 na +2. Ker se številka oksidacije poveča, ta del reakcije imenujemo oksidacijska reakcija. Na drugi strani, ko atom sprejme elektrone, se njegova negativna številka oksidacije poveča, kar pomeni, da se številka oksidacije atoma zmanjša glede na referenčno vrednost 0. Ko se številka oksidacije zmanjša ali zmanjša, ta del reakcije imenujemo redukcijska reakcija.

Razlaganje baterije

V bateriji so dve elektrodi potopljene v elektrolit. Ko se zunanja obtega priključi na te dve elektrodi, se v eni elektrodi začne oksidacijska reakcija, hkrati pa se v drugi elektrodi začne redukcijska reakcija.
Elektroda, kjer poteka oksidacija, ima presežek elektronov. Ta elektroda se imenuje negativna elektroda ali anoda.

Na drugi strani, med razlaganjem baterije, se druga elektroda vključi v redukcijsko reakcijo. Ta elektroda se imenuje katoda. Elektroni, ki so presežni v anodi, sedaj tečejo skozi zunanjo obtego do katode. V katodi so ti elektroni sprejeti, kar pomeni, da se material katode vključi v redukcijsko reakcijo.
Sedaj so proizvodi oksidacijske reakcije v anodi pozitivni joni ali kationi, ki tečejo do katode skozi elektrolit, hkrati pa so proizvodi redukcijske reakcije v katodi negativni joni ali anioni, ki tečejo do anode skozi elektrolit.
Poglejmo praktičen primer za ilustracijo razlaganja baterije. Poglejmo nikel-kadmijno celico. Tukaj je kadmijska anoda ali negativna elektroda. Med oksidacijo v anodi reagira kadmijska kovina s OH – ionom in izpušča dva elektrona in postane kadmijski hidroksid.

Katoda te baterije je izdelana iz nikela oksihidrida ali preprosto nikla oksida. V katodi poteka redukcijska reakcija, zaradi česar se nikelski oksihidrid pretvori v nikelski hidroksid s sprejetjem elektronov.

Nalaganje baterije

Med nalaganjem baterije se zunanji DC vir priključi na baterijo. Negativni terminal DC vira je priključen na negativno ploščo ali anodo baterije, pozitivni terminal vira pa na pozitivno ploščo ali katodo baterije.

Sedaj zaradi zunanjega DC vira bodo elektroni vstavljeni v anodo. V anodi se bo namesto katode zgodila redukcijska reakcija. V resnici, pri razlaganju baterije se v katodi zgodila redukcijska reakcija. Zaradi te redukcijske reakcije bo material anode ponovno pridobil elektrone in se vrnil v svoje prejšnje stanje, ko baterija ni bila razlagana.
Ker je pozitivni terminal DC vira priključen na katodo, bodo elektroni te elektrode privabljeni s tem pozitivnim terminalom DC vira. Kot rezultat bo v katodi potekala oksidacijska reakcija in bo material katode ponovno pridobil svoje prejšnje stanje (ko ni bila razlagana). To je osnovni princip nalaganja baterije.

Poglejmo primer ponovno polnive nikel-kadmijne celice. Med nalaganjem baterije sta negativni in pozitivni terminali napajalnika priključena na negativno in pozitivno elektrodo baterije. Tukaj v anodi, zaradi prisotnosti elektronov iz negativnega terminala DC vira, poteka redukcija, zaradi katere se kadmijski hidroksid spet pretvori v čist kadmij in izpusti hidroksidione (OH–) v elektrolit.

V katodi ali pozitivni elektrodi, zaradi oksidacije, se nikelski hidroksid pretvori v nikelski oksihidrid s izpustom vode v elektrolitsko reševilo.

Med nalaganjem baterije se sekundarna baterija vrne v svoje prvotno napolnjeno stanje in je pripravljena za nadaljnje razlaganje baterije.

Izjava: Spoštujte original, dobre članke so vredni delitve, če gre za kršitev avtorskih pravic se obvestite za brisanje.