Piller ve Bataryalar

Piller – 104b: Bataryanın Yapı Taşları

En yaygın kullanımı olan üç bataryanın bileşimleri

Elektrokimyasal bir batarya, katalizör görevi gören bir katot, bir anot ve elektrolitten oluşur. Şarj sırasında katot / elektrolit arayüzünde pozitif iyon birikimi oluşur. Bu katoda doğru hareket eden elektronlara yol açar ve katot ile anot arasında bir gerilim potansiyeli yaratır. Bu enerjinin dışarı verilmesi pozitif katottan harici yüke ve oradan tekrar negatif anoda dönen bir akımla oluşur. Şarj durumunda ise akım diğer yöne doğru, anoddan katoda, akar

Bir bataryanın iki ayrı yolu vardır; bir tanesi elektronların aktığı, yükün beslediği elektrik devresidir ve diğeri ise iyonların elektrotlar arasında ayırıcıdan geçerek hareket ettiği yoldur, ama bu ayırıcı elektronlar için bir yalıtkan görevi görür. İyonlar elektron kaybetmiş veya kazanmış ve elektriksel olarak yüklü hale gelmiş atomlardır. Ayırıcılar elektrotları elektriksel olarak izole eder, ancak iyonların hareketine izin verir.

Anot ve Katot

Bataryanın deşarj sırasında elektron salan elektroduna anot; elektronları emen elektroduna ise de katot denir,

Bataryanın anodu daima negatif ve katodu da pozitiftir. Anod, akımın aktığı terminal olduğu için bu bilinen standartların tersi gibi davranıyormuş gibi görünebilir. Bir vakum tüpü, diyot veya şarjlı bir batarya bu sırayı izler; ancak deşarj durumunda bir bataryadan güç alınması anodu negatif hale getirir. Batarya, enerji sağlayan bir elektrikli depolama cihazı olduğundan, batarya anodu her zaman negatiftir.

Li-ion bataryaların anodu karbondur (Bkz. Piller-204: Lityum Piller Nasıl Çalışır?) Ancak bu durum lityum metal pillerde tersine çevrilir. Burada katot karbon ve anot metalik lityumdur (Bkz. Piller-212: Gelecek Piller). Birkaç istisna dışında, lityum metal piller şarj edilemez.

PK 104b 01Pil simgesi Bir pilin katodu pozitif, anodu negatiftir.

Tablolar, 1a, 1b, 1c ve 1d, birincil alkalin dahil olmak üzere kurşun, nikel ve lityum bazlı ikincil pillerin bileşimini özetler.

Kurşun asitKatod (positif)Anot (negatif)Electrolit
MalzemeKurşun dioksit (kahverengi)Gri Kurşun (şekillendirildiğinde süngersi yapıya sahiptir)Sülfürik asit
Tam ŞarjlıKurşun Oksit (PbO2), Pozitif plakaya elektronlar eklenirKurşun (Pb), plakadan  elektronlar çıkar Kuvvetli sülfürik asit
Tam deşarjNegatif elektrotta kurşun, kurşun sülfata dönüşür, elektronlar pozitif plakadan negatif plakaya akarZayıflamış sülfürik asit (suya benzeyen)

Tablo 1a: Kurşun asit batarya yapısı.

NiMH, NiCdKatod (positif)Anot (negatif)Electrolit
MalzemeNickel
oksihidroksit
NiMH: hidrojen emen NiCd  Cadmium alaşımıPotasyum hidroksit

Table 1b: NiMH ve NiCd yapısı.

Lithium-ionKatot (positif)
aluminyum folyo
Anod (negatif)
bakır folyo
Electrolit
MalzemeKobalt, nikel, manganez, demir ve aluminyum Metal oksitten üretilmişKarbon bazlıOrganik çözelti içinde Lithyum tuzu
Tam şarjKatmanlaşmış yapıda Metal oksitLithium iyonları anoda geçer
Tam deşarjLithium iyonlar positif elektroda geri dönerÇoğunlukla karbon

Tablo 1c: Li-ion yapısı.

AlkalinKatod (positif)Anot (negatif)Electrolit
MalzemeMangan dioxideÇinkoSıvı alkalin

Tablo 1d: İlksel alkalin bataryanın yapısı.

Electrolit ve Ayırıcı

İyon akışı elektrolit adı verilen bir harekete geçirici sıvı ile mümkün olur. Su dolu bir akü sisteminde elektrolit, yerleştirilen elektrotlar arasında serbestçe hareket eder. Kapalı bir hücrede, elektrolit normal olarak ayırıcıya nemlendirilmiş bir formda eklenir. Ayırıcı anodu katottan ayırır ve elektronlar için bir izolatör oluşturur, ancak iyonların geçmesine izin verir. (Bkz. Piller-306: Ayırıcı ve Piller-307: Elektrolit)

Etiketler
Daha Fazla Göster

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Başa dön tuşu
Kapalı
Kapalı