Sạc Pin và Xả Pin

Trước khi đi sâu vào chi tiết về chủ đề này, tức là sạc và xả pin, chúng ta sẽ cố gắng hiểu rõ hơn về quá trình oxi hóa và khử. Bởi vì, pin được xả hoặc sạc do các phản ứng oxi hóa và khử.
Để hiểu lý thuyết về oxi hóa và khử, chúng ta có thể trực tiếp đi vào một ví dụ về phản ứng hóa học. Hãy xem xét phản ứng giữa kẽm và clo.

Trong phản ứng trên, kẽm (Zn) đầu tiên mất hai electron và trở thành ion dương.

Ở đây, mỗi nguyên tử clo nhận một electron và trở thành ion âm.

Bây giờ, hai ion mang điện trái dấu này kết hợp với nhau để tạo thành clorua kẽm (ZnCl2)
Trong phản ứng này, khi kẽm mất electron, nó bị oxi hóa và clo nhận electron, do đó nó bị khử.
Khi một nguyên tử mất electron, số oxi hóa của nó tăng lên. Trong ví dụ của chúng ta, số oxi hóa của kẽm tăng từ 0 lên +2. Khi số oxi hóa tăng, phần phản ứng này được gọi là phản ứng oxi hóa. Mặt khác, khi một nguyên tử nhận electron, số oxi hóa âm của nó tăng, nghĩa là số oxi hóa của nguyên tử giảm so với tham chiếu zero. Khi số oxi hóa giảm hoặc bị khử, phần phản ứng này được gọi là phản ứng khử.

Xả Pin

Trong pin, có hai điện cực được ngâm trong dung dịch điện phân. Khi tải ngoài được kết nối với hai điện cực này, phản ứng oxi hóa bắt đầu xảy ra ở một điện cực và đồng thời phản ứng khử xảy ra ở điện cực khác.
Điện cực nơi phản ứng oxi hóa diễn ra, số lượng electron dư thừa. Điện cực này được gọi là điện cực âm hoặc anode.

Ngược lại, trong quá trình xả pin, điện cực khác tham gia vào phản ứng khử. Điện cực này được gọi là cathode. Các electron dư thừa ở anode, nay chảy đến cathode thông qua tải ngoài. Tại cathode, các electron này được chấp nhận, nghĩa là vật liệu cathode tham gia vào phản ứng khử.
Bây giờ, sản phẩm của phản ứng oxi hóa tại anode là ion dương hoặc cation, sẽ chảy đến cathode thông qua dung dịch điện phân và cùng lúc đó, sản phẩm của phản ứng khử tại cathode là ion âm hoặc anion, sẽ chảy đến anode thông qua dung dịch điện phân.
Hãy lấy một ví dụ thực tế để minh họa cho quá trình xả pin. Hãy xem xét một pin Ni-Cd. Ở đây, cadmium là anode hoặc điện cực âm. Trong quá trình oxi hóa tại anode, kim loại cadmium phản ứng với ion OH – và giải phóng hai electron, trở thành hydroxit cadmium.

Cathode của pin này được làm bằng oxyhydroxit nickel hoặc đơn giản là oxit nickel. Tại cathode, phản ứng khử xảy ra và do phản ứng khử này, oxyhydroxit nickel trở thành hydroxit nickel bằng cách nhận electron.

Sạc Pin

Trong quá trình sạc pin, nguồn DC bên ngoài được áp dụng cho pin. Cực âm của nguồn DC được kết nối với bản cực âm hoặc anode của pin và cực dương của nguồn được kết nối với bản cực dương hoặc cathode của pin.

Bây giờ, do nguồn DC bên ngoài, electron sẽ được tiêm vào anode. Phản ứng khử xảy ra ở anode thay vì cathode. Thực tế, trong trường hợp xả pin, phản ứng khử xảy ra ở cathode. Do phản ứng khử này, vật liệu anode sẽ lấy lại electron và trở về trạng thái ban đầu khi pin chưa được xả.
Vì cực dương của nguồn DC được kết nối với cathode, các electron của điện cực này sẽ bị thu hút bởi cực dương của nguồn DC. Kết quả là phản ứng oxi hóa xảy ra ở cathode và vật liệu cathode trở lại trạng thái ban đầu (khi nó chưa được xả). Đây là cơ bản của quá trình sạc pin.

Hãy lấy một ví dụ về pin Ni-Cd có thể sạc lại. Trong quá trình sạc pin, cực âm và cực dương của nguồn DC của bộ sạc được kết nối với điện cực âm và dương của pin. Ở anode, do sự hiện diện của electron từ cực âm của nguồn DC, phản ứng khử xảy ra, do đó hydroxit cadmium trở lại thành cadmium nguyên chất và giải phóng ion hydroxit (OH–) vào dung dịch điện phân.

Tại cathode hoặc điện cực dương, do oxi hóa, hydroxit nickel trở thành oxyhydroxit nickel, giải phóng nước vào dung dịch điện phân.

Trong quá trình sạc pin, pin thứ cấp trở lại trạng thái đã sạc ban đầu và sẵn sàng cho lần xả pin tiếp theo.

Tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.