Różnica między komórką pierwotną a komórką wtórną

Bateria lub szeregowo-równoległa kombinacja ogniw elektrochemicznych jest urządzeniem do magazynowania energii, które jest nadal szeroko stosowane. Podstawowy podział akumulatorów według ich zastosowania odnosi się do ich zdolności do ładowania.

Istnieją więc ogniwa pierwotne - których nie można naładować, i ogniwa wtórne (ładowalne).

Co to jest podstawowa komórka?

Pierwotne komórki to te, których nie można naładować i które należy wyrzucić po upływie ich żywotności. Jeśli elektrolit nie jest w postaci płynnej, mówimy o suchych ogniwach.

Komórki pierwotne zwykle mają wysoką gęstość energii, pojemność, są powoli rozładowywane, łatwe w użyciu i nie są nadmiernie drogie. Alkaliczne są prawdopodobnie najczęściej używanymi bateriami podstawowymi.

Zazwyczaj mają anodę cynkową, katodę węglową i elektrolit. Krzywa napięcia do rozładowywania baterii alkalicznych jest bardzo stroma (prawie liniowa).

Kiedy akumulator się opróżnia, jego napięcie spada prawie liniowo. Takie ogniwa nie nadają się zatem do aparatów cyfrowych, ponieważ do ich działania wymagają stosunkowo wysokiego napięcia. Bateria alkaliczna jest więc pokazywana jako „pusta” po kilku godzinach użytkowania, chociaż w rzeczywistości tak nie jest.

Większość komórek podstawowych jest wygodna, zawsze dostępna i przyjazna dla środowiska. Mają także wyjątkowo wysoką gęstość energii.

Dopiero w ostatnich latach akumulatory osiągnęły gęstość ogniw pierwotnych, ale konwencjonalne baterie alkaliczne wytwarzają prawie 50% więcej energii niż porównywalne ogniwo litowo-jonowe.

Ogniwa te stale ładują i dostarczają wszelkiego rodzaju urządzenia, od podstawowych, wszystkich znanych urządzeń, po wyspecjalizowane urządzenia i aplikacje. Komórki pierwotne są najczęściej używane w zegarkach na rękę, pilotach, zabawkach dla dzieci i nie wymagającej elektronice rozrywkowej. Są one również stosowane wszędzie tam, gdzie ładowanie jest niepraktyczne lub niemożliwe, w przypadku technik wojskowych i ratowniczych, w trudno dostępnych stacjach kontroli itp..

Ze względu na niskie ceny są szczególnie odpowiednie tam, gdzie wymagania dotyczące mocy nie są bardzo wysokie, gdzie urządzenia nie wymagają wysokiego poziomu energii do działania i potrzebują jedynie stałego napięcia.

Co to jest komórka wtórna?

Wraz z rozwojem urządzeń przenośnych, takich jak laptopy, smartfony lub odtwarzacze MP3, rośnie zapotrzebowanie na dobre baterie, których nie będziemy musieli wymieniać co kilka dni. I tutaj dochodzimy do potrzeby ładowania (wtórnych) ogniw.

Zasada ich pracy jest w rzeczywistości taka sama - elektryczność powstaje w wyniku reakcji chemicznej z udziałem anody, katod i elektrolitów, ale różnica polega na składzie chemicznym ogniw zawartych w akumulatorach.

Mamy tutaj przypadek, że reakcja chemiczna jest odwracalna. Kiedy akumulator „zużywa” (lub gdy ujemnie naładowane jony przechodzą na dodatnią stronę akumulatora), akumulator jest ładowany. Po podłączeniu drugiego ogniwa do zewnętrznego źródła energii elektrycznej (np. Elektryczności) zachodzi proces odwrotny - ujemnie naładowane jony wracają na ujemną stronę akumulatora i mogą być ponownie użyte.

Najczęściej stosowanymi akumulatorami wtórnymi na rynku są: litowo-jonowy (LiOn), niklowo-wodorkowy (NiMH) i niklowo-kadmowy (NiCd). Mówiąc o bateriach wtórnych, musimy powiedzieć, że nie wszystkie są równe. NiCd (niklowo-kadmowe) były pierwszymi bateriami wtórnymi, które były używane na całym świecie, ale miały jeden mały problem - „efekt pamięci”.

Efekt pamięci oznacza, że ​​musisz je uzupełniać i opróżniać za każdym razem, w przeciwnym razie szybko stracą swoją pojemność. Doprowadziło to do sytuacji, w której ludzie przechodzą na wodorek niklowo-metalowy (NiMH). Miały nieco większą pojemność i nie „cierpiały” na efekt pamięci, ale ich żywotność była krótka - można je wypełnić i opróżnić około 100 razy.

I wreszcie, dziś są używane najpopularniejsze baterie LiOn, które okazały się najlepszym wariantem. Być może ich pojemność jest nieco mniejsza, ale technologia ich tworzenia jest prostsza niż poprzednio wspomniane, są one mniejsze, łatwiejsze i mają cykl 1000 ładowań i rozładowań.

Różnica między komórkami pierwotną i wtórną

1. Projektowanie pierwotnych i wtórnych komórek

Komórki pierwotne są najczęściej „komórkami suchymi” - pod względem technologii ich wytwarzania. To dlatego, że w akumulatorze nie ma płynów, ale komórki są pełne pasty, która pozwala na ruch jonów, ale zapobiega ich rozlaniu. Komórki wtórne wykorzystują pozostałe dwa rodzaje komórek - komórki mokre (komórki płynne, zalane) i stopioną sól (komórki ciekłe o nieco innym składzie).

2. Specyfikacje komórek pierwotnych i wtórnych

Komórki pierwotne mają wysoką odporność wewnętrzną, nieodwracalną reakcję chemiczną, większą pojemność, są zazwyczaj mniejsze i lżejsze oraz ogólnie tańsze. Ogniwa wtórne mają niższą oporność wewnętrzną, muszą być ładowane, mają odwracalne reakcje chemiczne oraz są bardziej złożone i droższe.

3. Zastosowanie pierwotnych i wtórnych komórek

Ogniwa pierwotne są stosowane w urządzeniach wymagających małego, ale stałego prądu - zegary, zabawki, sprzęt bezpieczeństwa i tak dalej. Wtórne komórki są używane w urządzeniach przenośnych - laptopach, telefonach komórkowych, odtwarzaczach mp3, tabletach itp.

Komórka pierwotna vs. wtórna: tabela porównawcza

Podsumowanie pierwotnych i wtórnych komórek

• Komórki pierwotne są zdolne do wytwarzania prądu elektrycznego w czasie genezy. Są również nazywane bateriami jednorazowymi, ponieważ są przeznaczone do jednorazowego użytku i wyrzucania. Są to najczęściej używane ogniwa w urządzeniach przenośnych, które nie wymagają wysokiego napięcia. Zasadniczo baterii pierwotnych nie można wielokrotnie niezawodnie napełniać, ponieważ reakcje chemiczne nie są odwracalne, a użyte materiały prawdopodobnie nie powrócą do stanu pierwotnego.
• Przed użyciem ogniwa wtórne należy naładować. Nazywane również akumulatorami, można je ładować, dostarczając im prąd elektryczny, który odwraca przebieg reakcji chemicznej zachodzącej podczas użytkowania akumulatora.