一次電池と二次電池の違い

主な違い - プライマリ セルとセカンダリ セル

バッテリーは、電気を生成できるセルです。バッテリは 1 つまたは複数の電気化学セルを持つことができ、電源で動作する外部デバイスに接続できる端子で構成されています。一次電池と二次電池は、2種類の電池です。プライマリ セルとセカンダリ セルの主な違いは、プライマリ セルは 1 回しか使用できないことです。 一方、セカンダリ セルは複数回使用できます。

対象となる主な分野

1.初代細胞とは
– 定義、構造、化学反応
2.二次電池とは
– 定義、構造、化学反応
3.プライマリ セルとセカンダリ セルの違いは何ですか
– 主な違いの比較

重要な用語:バッテリー、一次電池、二次電池、アノード、カソード、電気

一次細胞とは?

一次電池または一次電池は、非充電式電池とも呼ばれます .これは主に、これらのバッテリーが使い果たされて機能しなくなると、再充電できないためです。再利用はできませんが、一次電池は自己放電率が比較的低いため、長期間使用するために電力を蓄えるのに非常に役立ちます。したがって、それらの使用は、心臓病患者のサービスペースメーカー、スマートメーター、および充電が非現実的で不可能な軍事作戦で観察できます

一次電池は、バッテリー内部で起こる不可逆的な化学反応により、再充電できません。化学反応は細胞内に存在するすべての化学物質を使用し、すべての化学種が使用されると、発電は終了します。

一次電池または一次電池は、アノード (正に帯電した端) とカソード (負に帯電した端) で構成されます。通常、グラファイトはカソードとして使用され、亜鉛はアノードとして使用されます。回路に電子が与えられる陽極では酸化反応が起こり、外部から電子を受け取った陰極では還元反応が起こります。電流の通り道を作るのに役立つ電解質もあります。電解質は、陰極と陽極の間で電荷を運ぶことができる荷電イオンで構成されています。

図 1:亜鉛アノードと銅カソードを持つ一次電池

プライマリ セルの一般的な例は、ルクランシュ セルです。 .亜鉛アノードと多孔質グラファイトカソードで構成されています。バッテリー内部に存在する電解質は、NH₄ の湿った混合物です。 Cl（塩化アンモニウム）、塩化亜鉛（ZnCl ) と二酸化マンガン (MnO₂ ）。細胞内で起こる化学反応は以下のように与えられます.

陽極:Zn_(s) → Zn_(aq) + 2e

カソード:2NH_{4 (aq)} + 2e → 2NH_3(g) + H_2(g)

2 種類のガス NH₃ と H₂ カソードで生成されます。しかし、これらのガスは、以下に示すように、再び反応に参加します。

2NH_3(g) + Zn_(aq) → [Zn(NH₃ )₂ ]_(aq)

2MnO_2(s) + H_2(g) →Mn₂ O_3(s) +H₂ O_(l)

セカンダリ セルとは?

二次電池は二次電池または充電式電池とも呼ばれます .これらのバッテリーは、動作が停止したときに充電できるため、複数回使用できます。これらのバッテリーで発生する化学反応は可逆的です。これは、電荷を加えることでこれらの反応を逆転させることができることを意味します。ただし、一次電池とは異なり、二次電池は使用前に充電する必要があります。充電プロセスには充電器が使用されます。

異なる二次電池は異なる機能を提供します。したがって、ユーザーは、特定のニーズに対してどのタイプのバッテリーを使用する必要があるかを知っておく必要があります。

これらの電池にも、一次電池と同じように正極と負極があります。還元反応は陰極で起こり、酸化反応は陽極で起こります。二次電池の良い例は、鉛蓄電池/酸電池です。その細胞内で起こる反応を以下に示します。

カソード:PbO_2(s) + HSO_{4 (aq)} + 3H_(aq) + 2e → PbSO_4(s) + H₂ O_(l)

陽極:Pb(s) + HSO_{4 (aq)} → PbSO_4(s) + H_(aq) + 2e

図 2:鉛蓄電池の概略図

プライマリ セルとセカンダリ セルの違い

定義

一次細胞: 一次電池は、充電または再利用できない電池です。

二次細胞: 二次電池は、充電して再利用できる電池です。

化学反応

一次細胞: 初代細胞では、不可逆的な反応が起こります。

二次細胞: 二次細胞では、可逆反応が起こります。

使い方

一次細胞: プライマリ セルは 1 回だけ使用できます。

二次細胞: 二次セルは複数回使用できます。

重要性

一次細胞: 初代細胞はすぐに電流を生成できます。したがって、それらはポータブル デバイスで使用されます。

二次細胞: 二次電池は、使用前に充電する必要があります。そのため、自動車で使用できます。

自己放電率

一次細胞: 一次電池は自己放電率が低く、電力の長期保存に使用できます。

二次細胞: 二次電池は、一次電池に比べて自己放電率が高くなります。

結論

電池は、技術的応用において非常に重要です。すべてのバッテリーは、電気化学セルで作られています。一次電池と二次電池は、日常生活で役立つ 2 種類の電池です。プライマリ セルとセカンダリ セルの主な違いは、プライマリ セルは 1 回しか使用できないのに対し、セカンダリ セルは複数回使用できることです。