Первичная ячейка и вторичная ячейка
Батарея или последовательная комбинация электрохимических ячеек - это устройство хранения энергии, которое по-прежнему широко используется сегодня. Основное разделение батарей в зависимости от их использования относится к их способности заряжаться.
Таким образом, существуют первичные клетки, которые не могут заряжаться и вторичные (перезаряжаемые) клетки.
Что такое первичная ячейка?
Первичные клетки - это те, которые не могут быть перезаряжены и должны быть отброшены по истечении срока их службы. Если электролит не находится в жидкой форме, мы говорим о сухих клетках.
Первичные клетки обычно имеют высокую плотность энергии, емкость, медленно разряжаются, просты в использовании и не слишком дороги. Щелочные являются, вероятно, наиболее часто используемыми первичными батареями.
Обычно они имеют анод цинка, углеродный катод и электролит. Кривая напряжения для разрядки щелочных батарей очень крутая (почти линейная).
Когда батарея разряжается, ее напряжение падает почти линейно. Поэтому такие ячейки не подходят для цифровых камер, поскольку для их работы требуется относительно высокое напряжение. Таким образом, щелочная батарея проявляется как «пустая» после нескольких часов ее использования, хотя на самом деле это не так.
Большинство первичных клеток удобны, всегда доступны и экологически чисты. Они также имеют чрезвычайно высокую плотность энергии.
Только в последние годы перезаряжаемые ячейки достигли плотности первичных клеток, но обычные щелочные батареи дают почти на 50% больше энергии, чем аналогичная литий-ионная вторичная ячейка.
Эти ячейки непрерывно заряжают и поставляют все виды устройств, от базовых, всех известных устройств до специализированных устройств и приложений. Первичные клетки чаще всего используются в наручных часах, пульте дистанционного управления, детских игрушках и не требующей внимания электронике для развлечений. Они также используются везде, где зарядка является нецелесообразной или невозможной, в случае военных и спасательных технологий, в труднодоступных пунктах управления и т. П.
Из-за низких цен они особенно подходят там, где требования к питанию не очень высоки, когда устройства не требуют высокого уровня энергии для их работы и требуют только постоянного напряжения.
Что такое вторичная ячейка?
С появлением портативных устройств, таких как ноутбуки, смартфоны или MP3-плееры, растет спрос на хорошие батареи, которые мы не будем менять каждые пару дней. И здесь мы приходим к необходимости перезаряжаемых (вторичных) ячеек.
Принцип их работы на самом деле тот же: электричество генерируется посредством химической реакции с участием анода, катодов и электролитов, но разница заключается в химическом составе клеток, содержащихся в батареях.
Здесь мы имеем дело с тем, что химическая реакция обратима. Когда аккумулятор «потребляет» (или когда отрицательно заряженные ионы попадают на положительную сторону батареи), аккумулятор заряжается. При подключении вторичной ячейки к внешнему источнику электрической энергии (например, электричества) происходит обратный процесс - отрицательно заряженные ионы возвращаются на отрицательную сторону батареи и могут снова использоваться.
Наиболее часто используемые вторичные батареи на рынке: литий-ионный (LiOn), никель-металлгидридный (NiMH) и никель-кадмий (NiCd). Говоря о вторичных батареях, мы должны сказать, что они не все равны. NiCd (никель-кадмий) были первыми вторичными батареями, которые использовались повсюду в мире, но у них была одна небольшая проблема - «эффект памяти».
Эффект памяти означает, что вы должны каждый раз пополнять и опорожнять их, иначе они быстро потеряют свою способность. Это привело к ситуации, когда люди переключаются на никель-металлгидрид (NiMH). Они имели несколько большую емкость и не «страдали» от эффекта памяти, но их срок службы был коротким - вы могли заполнить их и опорожнить их примерно в 100 раз.
И, наконец, самые популярные батареи LiOn используются сегодня, которые оказались лучшим вариантом. Возможно, их емкость несколько меньше, но технология их изготовления проще, чем упомянутые ранее, они меньше, проще и имеют цикл 1000 зарядки и разрядки.
Разница между первичной и вторичной клетками
Первичные клетки чаще всего являются «сухими клетками» - в отношении технологии их изготовления. Это связано с тем, что в батарее нет жидкостей, но клетки заполнены пастой, которая позволяет перемещать ионы, но предотвращает их пролитие. Вторичные клетки используют другие два типа клеток - влажные клетки (жидкие, затопленные клетки) и расплавленную соль (жидкие клетки с немного отличающимся составом).
Первичные клетки обладают высоким внутренним сопротивлением, необратимой химической реакцией, большей емкостью, как правило, меньше и легче и дешевле в целом. Вторичные клетки имеют более низкое внутреннее сопротивление, требуют зарядки, имеют обратимые химические реакции и являются более сложными и дорогими.
Первичные клетки используются в устройствах с необходимостью небольших, но постоянных токовых часов, игрушек, средств безопасности и т. Д.Вторичные ячейки используются в портативных устройствах - ноутбуках, мобильных телефонах, mp3-плеерах, планшетах и т. Д.
Первичная и вторичная ячейки: таблица сравнения
Резюме первичных и вторичных клеток
- Первичные клетки способны генерировать электрический ток во время генезиса. Они также называются одноразовыми батареями, поскольку они предназначены для одноразового использования и отбрасывания. Это наиболее часто используемые ячейки в портативных устройствах, которые не требуют высокого напряжения. В принципе, первичные батареи не могут быть надежно заполнены повторно, потому что химические реакции не обратимы, а используемые материалы вряд ли вернутся в их основное состояние.
- Вторичные ячейки должны быть заряжены перед использованием. Также называемые перезаряжаемыми батареями, их можно заряжать, принося им электрический ток, который отменяет ход химической реакции, возникающей во время использования батареи.
