化学および電気化学では、化学エネルギーを電気エネルギーに変換するデバイスをバッテリーと呼びます。電池は通常、エネルギーを変換できる 2 つ以上のガルバニ電池のグループであり、通常、単一の電池に適用されます。
バッテリーは、一般的に次の 2 つのカテゴリに分類されます。
- 一次電池 (一次電池)
- 二次電池 (二次電池)
一次細胞 一次細胞とも呼ばれます。酸化還元反応は、一次電池内で一方向にのみ進行します。一定の時間が経過すると、これらの一次電池の反応物が消費され、通常は電池が死んでしまいます。一次電池内の化学薬品が使い果たされると、それ以上の用途には使用できなくなります。
乾電池は一次電池の良い例です;家庭用バッテリーは、テレビのリモコン、時計、小型機械などの小さなものに電力を供給するために家庭で一般的に使用されています。 一次電池では、亜鉛が陽極として機能し、炭素棒が陰極として機能します .粉末状の一種の二酸化マンガン混合物が陰極の周りに置かれます。コンテナとロッドの間の所定のスペースには、塩化アンモニウムと塩化亜鉛が充填されています。
一次電池と二次電池の違い
| 一次細胞 | 二次細胞 |
1. | エネルギー密度が高く、非常に遅い 放電と非常に使いやすい. | エネルギー密度が低くなります。 |
2. | 細胞内には液体が存在せず、乾電池としても知られています | 液体セルのような湿ったセルと、組成の異なる溶融塩が存在します。 |
3. | 内部抵抗が非常に高いです。 | 内部抵抗が少ないです。 |
4. | 不可逆的な化学反応で構成されています。 | 可逆的な化学反応で構成されています。 |
5. | より小さく軽量なデザインです。 | より複雑な設計になっています。 |
6. | 最初は安いです。 | 最初は高価です。 |
一次電池の例
以下は初代細胞の例です。
乾電池
乾電池は一次電池の良い例です 、家庭用バッテリーは、テレビのリモコン、時計、小型機械などの小さなものに電力を供給するために家庭で一般的に使用されています. 一次電池では、亜鉛が陽極として機能し、炭素棒が陰極として機能します .カソードの周りには、粉末状の一種の二酸化マンガン混合物が配置されています。コンテナとロッドの間の所定のスペースには、塩化アンモニウムと塩化亜鉛が充填されています。
水銀セル
プライマリ セル のもう 1 つの良い例です。 またはバッテリーとして亜鉛。水銀アマルガムは意図的にアノードとして使用され、カーボンはカソードとして使用されます。そのため、さらにHgOの混合ペーストを電解質として使用する。比較的低い電流供給を必要とするデバイス 一次電池 補聴器、テレビのリモコン、時計、クロックのように使用されます。
初代細胞の反応
以下は、これらの一次細胞で起こる反応です:
陽極で
Zn(s) → Zn2+ (aq) + 2e–
陰極で
2e– + 2 NH4+ (水溶液) → 2 NH3 (g) + H2 (g)
2 NH3 (g) +Zn2+ (aq) → [Zn (NH3)2] 2+ (aq)
H2 (g) + 2 MnO2 (S) → Mn2O3 (S) + H2O (l)
したがって、この一次セルの方程式全体は次のようになります。
Zn(s) + 2 NH4+ (aq) + 2 MnO2 (S) → [Zn(NH3)2] 2+ (aq) + Mn2O3 (S) + H2O (l)
家庭用バッテリー
家庭用バッテリーは、時計、トーチ、リモコン、カメラ、小型機械などの家電製品で一般的に使用されているため、一般人として知られています。これらのバッテリーはさらに、充電式と非充電式の 2 つのサブカテゴリに分類されます。
- 充電式電池 (ニッケル) の例は、カドミウム電池とリチウムイオンです。
- 非充電式電池の例は、酸化銀、アルカリ、炭素亜鉛です。
産業用バッテリー
頑丈な要件はすべて、産業用バッテリーに分類されます。産業の作業負荷が大きく、産業用バッテリーで実行する必要があるためです。必要な電流量が重すぎて強力です。それらのアプリケーションの一部は、鉄道、バックアップ電源、および企業における同様の大きな要件です。
そのようなバッテリーの例のいくつかは次のとおりです:
- ニッケル鉄
- ウェット ニッケル カドミウム (Ni-Cd)
車のバッテリー
産業用バッテリーと比較すると、これらは使いやすく、複雑ではないと考えられています。すべてのオートバイ、ボート、およびその他の車両には、産業用バッテリーとは異なり、走行に必要な力が少ないため、これらの車両用バッテリーが搭載されています。
鉛蓄電池は、自動車用バッテリーの最も重要な例です。
結論
電池は、カソードまたは正極板で構成されるセルとしても知られていますが、同様に、アノードまたは負極板で構成されています。一次電池は、一次電池とも呼ばれます .一次電池では、レドックス反応は一方向にしか進行しません。
一定の時間が経過すると、これらの一次電池の反応物が消費され、通常は電池が死んでしまいます。二次電池は二次電池とも呼ばれ、逆方向に存在する電極を介して電流をバイパスした後、再び使用することができます。つまり、マイナス端子からプラス端子へ.