مبدأ البطارية
مبدأ البطارية
في البطارية الكيميائية، يكون التحويل المباشر للطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية نتيجة التفاعلات الكيميائية مثل الأكسدة والاختزال التي تحدث تلقائيًا داخل البطارية. يتم تنفيذ هذا التفاعل على قطبين كهربائيين على التوالي. تتكون المادة النشطة للقطب السالب من عامل اختزال له إمكانات سلبية نسبيًا ومستقر في المنحل بالكهرباء، مثل المعادن النشطة مثل الزنك والكادميوم والرصاص والهيدروجين أو الهيدروكربونات. تتكون المادة الفعالة للقطب الموجب من مادة مؤكسدة ذات جهد موجب ومستقر في المنحل بالكهرباء، مثل ثاني أكسيد المنغنيز، وثاني أكسيد الرصاص، وأكسيد النيكل وأكاسيد المعادن الأخرى، والأكسجين أو الهواء، والهالوجينات وأملاحها، وأحماض الأوكسيجين وأملاحها، وما إلى ذلك. . الإلكتروليتات هي مواد ذات موصلية أيونية جيدة، مثل المحاليل المائية للأحماض والقلويات والأملاح، والمحاليل غير المائية العضوية أو غير العضوية، والأملاح المنصهرة، أو الإلكتروليتات الصلبة. عند فصل الدائرة الخارجية، على الرغم من وجود فرق جهد (جهد الدائرة المفتوحة) بين القطبين، لا يوجد تيار، ولا يتم تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة في البطارية إلى طاقة كهربائية. عندما تكون الدائرة الخارجية مغلقة، يتدفق التيار عبر الدائرة الخارجية تحت تأثير فرق الجهد بين القطبين. في الوقت نفسه، داخل البطارية، نظرًا لعدم وجود إلكترونات حرة في المنحل بالكهرباء، فإن نقل الشحنة سيكون حتمًا مصحوبًا بتفاعل الأكسدة أو الاختزال للواجهة بين المادة النشطة ثنائية القطب والكهارل، وهجرة المادة من المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل. يكتمل أيضًا نقل الشحنة في المنحل بالكهرباء عن طريق هجرة الأيونات. ولذلك فإن عملية نقل الشحنة العادية ونقل المواد داخل البطارية شرط ضروري لضمان الخرج الطبيعي للطاقة الكهربائية. عند الشحن، يكون اتجاه عملية النقل الكهربائي والكتلي داخل البطارية معاكسًا تمامًا لاتجاه التفريغ؛ يجب أن يكون تفاعل القطب قابلاً للعكس لضمان التقدم الطبيعي لنقل الكتلة والعملية الكهربائية في الاتجاه المعاكس. لذلك، فإن انعكاس تفاعل القطب الكهربائي هو شرط ضروري لتكوين البطارية. G هي الزيادة في الطاقة الحرة لتفاعل جيبس (فحم الكوك)؛ F هو ثابت فاراداي = 96500 كو = 26.8 أ · ح؛ n هو العدد المكافئ لتفاعل البطارية. هذه هي العلاقة الديناميكية الحرارية الأساسية بين القوة الدافعة الكهربائية للبطارية وتفاعل البطارية، وهي أيضًا المعادلة الديناميكية الحرارية الأساسية لحساب كفاءة تحويل الطاقة للبطارية. في الواقع، عندما يتدفق التيار عبر القطب، فإن جهد القطب سوف ينحرف عن جهد القطب المتوازن ديناميكيًا حراريًا. وتسمى هذه الظاهرة الاستقطاب. كلما زادت كثافة التيار (تمرير التيار لكل وحدة مساحة القطب)، كلما كان الاستقطاب أكثر خطورة. يعد الاستقطاب أحد الأسباب المهمة لفقد طاقة البطارية.
هناك ثلاثة أسباب للاستقطاب:
① يسمى الاستقطاب الناتج عن مقاومة كل جزء من البطارية بالاستقطاب الأومي؛
② يُطلق على الاستقطاب الناتج عن تأخير عملية نقل الشحنة في طبقة واجهة الإلكترود والكهارل اسم استقطاب التنشيط؛
③ يسمى الاستقطاب الناتج عن عملية نقل الكتلة البطيئة في طبقة السطح البيني للإلكترود والكهارل باستقطاب التركيز. تتمثل طريقة تقليل الاستقطاب في زيادة مساحة تفاعل القطب، وتقليل كثافة التيار، وزيادة درجة حرارة التفاعل، وتحسين النشاط التحفيزي لسطح القطب.
نحن مورد بطاريات الدراجات النارية من حمض الرصاص، إذا كنت مهتمًا بمورد بطاريات الدراجات النارية من حمض الرصاص، فيرجى الاتصال بنا للحصول على مزيد من المعلومات.
في البطارية الكيميائية، يكون التحويل المباشر للطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية نتيجة التفاعلات الكيميائية مثل الأكسدة والاختزال التي تحدث تلقائيًا داخل البطارية. يتم تنفيذ هذا التفاعل على قطبين كهربائيين على التوالي. تتكون المادة النشطة للقطب السالب من عامل اختزال له إمكانات سلبية نسبيًا ومستقر في المنحل بالكهرباء، مثل المعادن النشطة مثل الزنك والكادميوم والرصاص والهيدروجين أو الهيدروكربونات. تتكون المادة الفعالة للقطب الموجب من مادة مؤكسدة ذات جهد موجب ومستقر في المنحل بالكهرباء، مثل ثاني أكسيد المنغنيز، وثاني أكسيد الرصاص، وأكسيد النيكل وأكاسيد المعادن الأخرى، والأكسجين أو الهواء، والهالوجينات وأملاحها، وأحماض الأوكسيجين وأملاحها، وما إلى ذلك. . الإلكتروليتات هي مواد ذات موصلية أيونية جيدة، مثل المحاليل المائية للأحماض والقلويات والأملاح، والمحاليل غير المائية العضوية أو غير العضوية، والأملاح المنصهرة، أو الإلكتروليتات الصلبة. عند فصل الدائرة الخارجية، على الرغم من وجود فرق جهد (جهد الدائرة المفتوحة) بين القطبين، لا يوجد تيار، ولا يتم تحويل الطاقة الكيميائية المخزنة في البطارية إلى طاقة كهربائية. عندما تكون الدائرة الخارجية مغلقة، يتدفق التيار عبر الدائرة الخارجية تحت تأثير فرق الجهد بين القطبين. في الوقت نفسه، داخل البطارية، نظرًا لعدم وجود إلكترونات حرة في المنحل بالكهرباء، فإن نقل الشحنة سيكون حتمًا مصحوبًا بتفاعل الأكسدة أو الاختزال للواجهة بين المادة النشطة ثنائية القطب والكهارل، وهجرة المادة من المواد المتفاعلة ونواتج التفاعل. يكتمل أيضًا نقل الشحنة في المنحل بالكهرباء عن طريق هجرة الأيونات. ولذلك فإن عملية نقل الشحنة العادية ونقل المواد داخل البطارية شرط ضروري لضمان الخرج الطبيعي للطاقة الكهربائية. عند الشحن، يكون اتجاه عملية النقل الكهربائي والكتلي داخل البطارية معاكسًا تمامًا لاتجاه التفريغ؛ يجب أن يكون تفاعل القطب قابلاً للعكس لضمان التقدم الطبيعي لنقل الكتلة والعملية الكهربائية في الاتجاه المعاكس. لذلك، فإن انعكاس تفاعل القطب الكهربائي هو شرط ضروري لتكوين البطارية. G هي الزيادة في الطاقة الحرة لتفاعل جيبس (فحم الكوك)؛ F هو ثابت فاراداي = 96500 كو = 26.8 أ · ح؛ n هو العدد المكافئ لتفاعل البطارية. هذه هي العلاقة الديناميكية الحرارية الأساسية بين القوة الدافعة الكهربائية للبطارية وتفاعل البطارية، وهي أيضًا المعادلة الديناميكية الحرارية الأساسية لحساب كفاءة تحويل الطاقة للبطارية. في الواقع، عندما يتدفق التيار عبر القطب، فإن جهد القطب سوف ينحرف عن جهد القطب المتوازن ديناميكيًا حراريًا. وتسمى هذه الظاهرة الاستقطاب. كلما زادت كثافة التيار (تمرير التيار لكل وحدة مساحة القطب)، كلما كان الاستقطاب أكثر خطورة. يعد الاستقطاب أحد الأسباب المهمة لفقد طاقة البطارية.
هناك ثلاثة أسباب للاستقطاب:
① يسمى الاستقطاب الناتج عن مقاومة كل جزء من البطارية بالاستقطاب الأومي؛
② يُطلق على الاستقطاب الناتج عن تأخير عملية نقل الشحنة في طبقة واجهة الإلكترود والكهارل اسم استقطاب التنشيط؛
③ يسمى الاستقطاب الناتج عن عملية نقل الكتلة البطيئة في طبقة السطح البيني للإلكترود والكهارل باستقطاب التركيز. تتمثل طريقة تقليل الاستقطاب في زيادة مساحة تفاعل القطب، وتقليل كثافة التيار، وزيادة درجة حرارة التفاعل، وتحسين النشاط التحفيزي لسطح القطب.
نحن مورد بطاريات الدراجات النارية من حمض الرصاص، إذا كنت مهتمًا بمورد بطاريات الدراجات النارية من حمض الرصاص، فيرجى الاتصال بنا للحصول على مزيد من المعلومات.
