Как работают аккумуляторные батарейки?

Несмотря на то, что аккумуляторные батареи были изобретены более 100 лет назад, они появились не так давно. В настоящее время  аккумулятоные батарейки АА и ААА, батарейки 18650 неразрывно связаны с нашей повседневной жизнью: портативные устройства и бытовая техника пользуются огромным успехом. Но как работают аккумуляторные батареи? Какую функцию выполняет зарядное устройство? В этой статье мы рассмотрим основные принципы работы аккумуляторной батарейки.

Немного химии

Как всегда, батарея состоит из атомов. Атом состоит из трех типов частиц:

• протоны (положительные)

• электроны (отрицательные)

• нейтроны

Теоретически заряд однороден: количество отрицательных и положительных частиц одинаково. Удалив электрон (например, отрицательную частицу), атом становится положительным и наоборот. Поскольку атомы имеют тенденцию оставаться нейтральными, они будут искать другие атомы для обмена электронами, чтобы восстановить свой баланс. Этот обмен или «поток» электронов создает электрический ток.

Анод, электролит и катод

Процесс обмена электронами также происходит в батареях. Каждая батарея состоит из трех частей: анода, электролита и катода. Однако в разных типах батарей для создания этих деталей используются разные химические вещества.

В заряженной батарее анод отрицательный, а катод положительный. Потому что? Анод содержит избыток (отрицательных) электронов, а на катоде электронов нет. Конечно, анод хотел бы потерять часть своих электронов, передав лишние электроны катоду.

Добавив третий элемент, сепаратор с электролитом, можно контролировать поток и создать батарею. Сепаратор действует как барьер внутри ячейки между анодом и катодом. Это позволяет электрическому току течь только тогда, когда батарея подключена к устройству.

Как работают аккумуляторные элементы питания?

Все батареи работают так: электроны переходят от анода к катоду, пока на аноде не останется электронов. Поэтому аккумулятор считается разряженным или «мертвым».

Это конец основных батарей. С вторичными или перезаряжаемыми батареями зарядное устройство может реверсировать поток и таким образом восстанавливать первоначальный избыток электронов на аноде, тем самым создавая то, что мы называем заряженной батареей.

Возможность обратить эту реакцию вспять зависит от типа химикатов, используемых в батарее. Например, щелочные батареи не предназначены для обеспечения обратного потока. Это может быть потенциально опасно.

Батарея NiMH (никель-металл-гибридный) она же батарейка аа и батарейка ааа, допускает принудительный обратный поток сотни, а иногда и тысячи раз . Однако со временем этот процесс приводит к повреждению химикатов. Следовательно, невозможно заряжать и разряжать батареи бесконечно: в какой-то момент химические вещества сильно разложатся, и они больше не смогут удерживать заряд.