Una batteria è un dispositivo che converte l'energia chimica in energia elettrica. È un modo pratico per immagazzinare energia, poiché non perde energia nel tempo, motivo per cui trova largo impiego, soprattutto negli elettrodomestici..
Una batteria è un dispositivo che converte l'energia chimica in energia elettrica, ma perde energia nel tempo se non viene ricaricata. Possono avere uso domestico e industriale.
| Batteria | Tamburi | |
|---|---|---|
| Definizione | Dispositivo di generazione e accumulo di energia con cella elettrolitica. | Dispositivo di generazione di energia con una o più celle elettrolitiche. |
| Genere | Primario. | Secondario. |
| Accumulo di energia | sì. | Non. |
| Quantità di energia | Limitato dalle dimensioni del dispositivo. | Limitato dal numero di cariche nella sua vita utile. |
| Voltaggio | Da 1.5v a 9v. | Da 2v a 14.8v. |
| Tipi |
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| Applicazioni | Batterie per torce elettriche, giocattoli, pacemaker, calcolatrici. | Batterie per auto, cellulari, auto elettriche. |
Una batteria è un generatore primario di energia elettrica, (genera energia da sola), composto da una cella elettrolitica, due elettrodi metallici (uno positivo, chiamato catodo, e uno negativo, chiamato anodo) e un mezzo liquido o pastoso chiamato l'elettrolita..
L'energia immagazzinata nella batteria non si perde nel tempo; ecco perché possono essere conservati per alcuni anni e funzioneranno ancora. Tuttavia, i suoi componenti interni si degradano nel tempo, provocando il deterioramento della batteria e non è possibile utilizzarla..
La prima pila è stata creata da Alessandro Volta nel 1800 ed è stata chiamata la pila voltaica. Sebbene la sua presentazione fosse lontana dalle attuali batterie industrializzate, la sua creazione ha permesso non solo di scoprire una forma di accumulo di energia, ma anche di verificare che se più batterie fossero state collegate in serie, fosse possibile aumentare la tensione a piacimento, che era un scoperta.
Come risultato della creazione di Volta, sono sorti molti esperimenti, soprattutto in Europa, per migliorare questa invenzione. Tuttavia, quello che ha dato origine al mucchio che conosciamo oggi è il mucchio Leclaché, il risultato della ricerca di Georges Leclanché, scienziato e ingegnere francese.
Questa batteria, inventata nel 1868, consisteva in due elettrodi di zinco e carbonio, immersi in una soluzione di cloruro di ammonio. Una pasta di biossido di manganese circondava l'elettrodo di carbonio, mentre la polvere di carbone fungeva da depolarizzatore..
Con la batteria Leclanché è stato scoperto un modo più efficiente di immagazzinare energia: le batterie a secco. Sono costituiti da un cilindro di zinco, che è il polo negativo, un'asta di carbonio al centro, che funge da polo positivo, e un riempitivo elettrolitico. Il cilindro è sigillato, impedendo la fuoriuscita di composti tossici.
Oggi, le celle a secco sono prodotte industrialmente e sono essenziali per il funzionamento di più dispositivi quotidiani..
Gli elettrodi della batteria reagiscono alla pasta o al gel elettrolitico, che genera un processo di ossidazione all'anodo (elettrodo negativo) che attiva la produzione di elettroni. Da parte sua, nel catodo (elettrodo positivo), si genera un processo di riduzione che provoca un deficit di elettroni.
Quando gli elettroni in eccesso dall'elettrodo negativo passano all'elettrodo positivo attraverso un conduttore esterno, viene generata una corrente elettrica.
Le batterie hanno una serie di caratteristiche che influenzano la generazione di energia e la sua durata.
A seconda delle loro caratteristiche elettrochimiche, le batterie possono essere normali, alcaline o alcaline al manganese.
Sono celle a secco costituite da un cilindro di zinco (polo negativo), una pasta elettrolitica di cloruro di ammonio e una barra di carbonio al centro (polo positivo).
Sono le batterie più economiche sul mercato, quindi di solito sono incluse in molti nuovi dispositivi.
Sono simili alle normali batterie, ad eccezione della pasta elettrolitica che contiene potassio o cloruro di sodio, l'interno del cilindro di zinco, che è ruvido. Questo serve a creare una superficie di contatto più ampia.
Le batterie alcaline durano più a lungo di una normale batteria e la corrente è più stabile. Inoltre, funzionano a un intervallo di temperatura più elevato rispetto a una comune batteria.
Sono batterie alcaline il cui polo positivo è costituito da zinco o litio, mentre il polo negativo è costituito da biossido di manganese o ossido di argento. Sono ampiamente utilizzati in dispositivi di precisione, come orologi, pacemaker o calcolatrici.
Una batteria è un generatore secondario di energia, costituito da una o più celle elettrochimiche. Ciascuna di queste cellule ha i suoi elettrodi positivi e negativi e un elettrolita.
È un generatore secondario perché richiede un dispositivo primario per trasformare l'energia.
Le batterie sono anche conosciute come accumulatori.
Dopo che Alessandro Volta ha inventato la pila voltaica nel 1800, è stato seguito da altri ricercatori e scienziati che hanno cercato di migliorare ciò che aveva mostrato..
Uno di loro era Gastón Planté, uno scienziato francese che creò una batteria al piombo nel 1860, che sebbene inizialmente non fosse ben accolta, ebbe una grande rilevanza con l'aumento dell'elettricità alla fine del XIX secolo.
Fu proprio in questo periodo che lo scienziato svedese Waldermar Jungner inventò una batteria con elettrodi al nichel-cadmio ed elettrolita di idrossido di potassio. Il suo modello ebbe un tale successo che iniziò ad essere prodotto e commercializzato negli Stati Uniti alla fine degli anni '40..
L'inventore americano Thomas Alva Edison, creatore della lampadina a incandescenza, ha preso l'idea di Jungner e ha creato la sua batteria, che viene ancora prodotta e commercializzata oggi..
Negli anni Settanta, quando iniziarono ad essere vendute le prime batterie al litio, che oggi sono molto apprezzate perché utilizzate per il funzionamento di auto elettriche.
Le batterie hanno caratteristiche in termini di processo di perdita, ricarica e accumulo di energia.
Le batterie funzionano con un processo di riduzione e ossidazione, simile a quello di una batteria. In questo senso, uno degli elettrodi perde elettroni con l'ossidazione, mentre l'altro elettrodo si riduce e guadagna elettroni..
Nel caso delle batterie, questo processo può essere invertito applicando corrente elettrica per riportare il dispositivo al suo stato originale, avviando un nuovo ciclo di carica..
In base ai loro componenti chimici, le batterie possono essere classificate in quattro tipi:
L'elettrodo positivo è l'idrossido di nichel e quello negativo è il cadmio, mentre l'elettrolita è l'idrossido di potassio. Accettano tensioni elevate e sovraccarichi, ma la loro densità di energia è molto bassa, unita al fatto che il cadmio è un elemento altamente tossico. Hanno uso domestico e industriale.
Il suo elettrodo negativo è il nichel e l'elettrodo positivo è una lega di idruro di metallo. La loro densità di energia è maggiore, ma non funzionano correttamente a basse temperature. Sono le batterie utilizzate nei veicoli a propulsione elettrica.
Hanno un elettrodo di grafite negativo e un elettrodo di ossido di cobalto o ossido di manganese positivo. Il loro sviluppo è recente, hanno densità energetiche elevate e possono essere ricaricate senza bisogno di essere scaricate completamente. Tuttavia, non consentono variazioni di temperatura.
Sono il tipo di batteria utilizzato dai lettori di e-book e dai cellulari.
Sono simili alle batterie agli ioni di litio, ma con una maggiore densità di energia. Sono costosi e corrono il rischio di esplodere per surriscaldamento.
Sono utilizzati nei cellulari e nelle apparecchiature fotografiche.
È composto da due elettrodi di piombo e un elettrolita di dissoluzione dell'acido solforico. Essendo di piombo, sono molto pesanti e quindi poco pratici. La loro vita utile è limitata poiché non supportano scariche profonde o sovraccarichi, sono altamente inquinanti e il loro potenziale energetico è molto basso; quindi sono i più economici sul mercato.
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