Laddning av batteri och avladdning av batteri

Innan vi går djupare in på detta ämne, dvs. laddning och avladdning av batteri, ska vi först försöka förstå vad oxidation och reduktion är. Eftersom, batteri laddas eller avladdas pga oxidation och reduktionsreaktioner.
För att förstå teorin om oxidation och reduktion kan vi direkt gå till ett exempel på en kemisk reaktion. Låt oss överväga reaktionen mellan zinkmetall och klor.

I ovanstående reaktion ger zink (Zn) först bort två elektroner och blir positiva jon.

Här accepterar varje kloratom ett elektron och blir negativt jon.

Nu kombinerar dessa två motsatt laddade joner tillsammans för att bilda, zinkklorid (ZnCl2)
I denna reaktion eftersom zinken ger bort elektroner, oxidieras den och kloraccepterar elektroner, så den reduceras.
När ett atom ger bort elektroner, ökar dess oxideringsnummer. Här i vårt exempel blir zinkens oxideringsnummer + 2 från 0. Eftersom oxideringsnumret ökar, kallas denna del av reaktionen för en oxidationsreaktion. Å andra sidan, när en atom accepterar elektroner, ökar dess negativa oxideringsnummer, vilket betyder att oxideringsnumret för atomen minskar i förhållande till nollreferensen. Eftersom oxideringsnumret minskar eller reduceras, kallas denna del av reaktionen för en reduktion.

Avladdning av Batteri

I ett batteri finns det två elektroder som är neddykta i en elektrolyt. När en extern belastning ansluts till dessa två elektroder börjar en oxidationsreaktion inträffa i en elektrod samtidigt som en reduktion inträffar i den andra elektroden.
Elektroden där oxidationen sker, blir antalet elektroner överflöd. Denna elektrod kallas för negativ elektrod eller anod.

Å andra sidan under avladdning av batteri, involverar den andra elektroden sig i en reduktionsreaktion. Denna elektrod kallas för katod. De elektroner som är överflöd i anoden, flödar nu till katoden genom den externa belastningen. I katoden accepteras dessa elektroner, vilket betyder att katodmaterial deltar i en reduktionsreaktion.
Nu är produkterna från oxidationsreaktionen i anoden positiva jon eller katjon, som kommer att flöda till katoden genom elektrolyten, samtidigt som produkterna från reduktionsreaktionen i katoden är negativa jon eller anion, som kommer att flöda till anoden genom elektrolyten.
Låt oss ta ett praktiskt exempel för att illustrera avladdning av batteri. Låt oss överväga en nikkel-kadmium-celler. Här är kadmium anoden eller den negativa elektroden. Under oxidation i anoden reagerar kadmiummetall med OH – jon och frigör två elektroner och blir kadmiumhydroxid.

Katoden i detta batteri består av nikkeloksyhydroxid eller helt enkelt nikkeloxid. I katoden sker en reduktionsreaktion och på grund av denna reduktionsreaktion blir nikkeloksyhydroxid nikkelhydroxid genom att acceptera elektroner.

Laddning av Batteri

Under laddning av batteri, ansluts en extern DC-källa till batteriet. Den negativa terminalen av DC-källan är ansluten till den negativa plattan eller anoden av batteriet och den positiva terminalen av källan är ansluten till den positiva plattan eller katoden av batteriet.

Nu, på grund av den externa DC-källan, injiceras elektroner i anoden. En reduktionsreaktion sker i anoden istället för katoden. Faktiskt sker en reduktionsreaktion i katoden vid avladdning av batteri. På grund av denna reduktionsreaktion återfår anodematerial elektroner och återgår till sitt tidigare tillstånd när batteriet inte var avladdat.
Eftersom den positiva terminalen av DC-källan är ansluten till katoden, dras elektronerna i denna elektrod till denna positiva terminal av DC-källan. Som en konsekvens sker en oxidationsreaktion i katoden och katodematerial återfår sitt tidigare tillstånd (när det inte var avladdat). Detta är den övergripande grunden för laddning av batteri.

Ta nu ett exempel på en omladdningsbar nikkel-kadmium-celler. Under laddning av batteri, är de negativa och positiva terminalerna av laddaren anslutna till de negativa och positiva elektroderna av batteriet. Här i anoden, på grund av elektronernas närvaro från den negativa DC-terminalen, sker en reduktion, vilket gör att kadmiumhydroxid igen blir rått kadmium och frigör hydroxidioner (OH–) till elektrolyten.

I katoden eller den positiva elektroden, blir nickelhydroxid, pga oxidation, nickelloxyhydroxid genom att frigöra vatten i elektrolytlösningen.

Under laddning av batteri, återgår sekundärbatteriet till sitt ursprungliga laddade tillstånd och är redo för ytterligare avladdning av batteri.

Ut