ما هو الفرق بين البطاريات القلوية وغير القلوية؟

المحتوى

• TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)
• أساسيات البطارية
• أساسيات المنحل بالكهرباء
• البطارية القلوية
• بطارية غير قلوية
• بطاريات أفضل

يتم تصنيف بطاريات الخلايا الجافة غير القابلة لإعادة الشحن بعدة طرق: عن طريق تعيين الحروف ، والفولتية والتطبيقات. ومع ذلك ، فإن التصنيف الكيميائي الذي يميز بطاريات الخلايا الجافة هو ما إذا كانت البطارية قلوية أو غير قلوية ، أو ، بشكل أدق ، ما إذا كان المنحل بالكهرباء هو قاعدة أم حمض. الفرق لا يتعلق فقط بالكيمياء المتميزة ، لأن البطاريات القلوية لها خصائص قوة وأداء مختلفة عن أبناء العمومة غير القلوية.

TL ؛ DR (طويل جدًا ؛ لم يقرأ)

تحتوي البطاريات غير القلوية على بالكهرباء الحمضية ، بينما تستخدم البطاريات القلوية قاعدة ككهارل كهربائي.

أساسيات البطارية

البطارية عبارة عن خلية كهروكيميائية تقوم بتحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية. تتكون البطارية الخلوية الجافة النموذجية من أنود موجب الشحنة ، كاثود سالب ، وإلكتروليت يتفاعل مع الأنود والكاثود أثناء تفاعل كهروكيميائي يسمى تفاعل الحد من الأكسدة. يميل الأندود إلى فقد الأقطاب الكهربائية - يتأكسد - بينما يتأكسد الأنود - في حين يميل الكاثود إلى الحصول على الإلكترونات ، أو يتم تقليله.

يؤدي فائض الإلكترونات الموجودة في الكاثود السلبي - محطة البطارية السالبة - والعجز في الإلكترونات في الأنود الموجب - محطة البطارية الإيجابية - إلى توليد ضغط كهربائي يسمى الجهد. عندما يتم وضع البطارية في دائرة ، تتدفق الإلكترونات كتيار بين الكاثود والأندود للقيام بأعمال كهربائية مفيدة. ثم تقوم البطارية بإعادة شحن نفسها بتفاعلات إضافية لخفض الأكسدة حتى يتم استنفاد الكاثود في النهاية كيميائيًا ، مما يؤدي إلى نفاد البطارية.

أساسيات المنحل بالكهرباء

الإلكتروليت هو مادة كيميائية تحتوي على أيونات حرة موصلة كهربائيا. مثال على المنحل بالكهرباء هو ملح الطعام الشائع المكوّن من صوديوم موجب الشحنة وأيونات كلوريد سالبة الشحنة. البطارية المنحل بالكهرباء هي حمض أو قاعدة تنفصل إلى أيونات موجبة وسالبة مشحونة تتفاعل مع الأنود والكاثود عندما تخضع البطارية لتفاعل تقليل الأكسدة.

البطارية القلوية

من الناحية الكيميائية ، تحتوي بطارية الخلايا الجافة القلوية النموذجية على أنود زنك وكاثود ثاني أكسيد المنغنيز. المنحل بالكهرباء هو عجينة أساسية غير حمضية. والكهارل النموذجي المستخدم في البطاريات القلوية هو هيدروكسيد البوتاسيوم. فعليًا ، تتكون البطارية القلوية النموذجية من فولاذ يمكن تعبئته بثاني أكسيد المنغنيز في منطقة الكاثود الداخلية البعيدة ويمتلئ بالزنك والكهارل داخل منطقة الأنود الداخلية في المنتصف. يتحول المنحل بالكهرباء المحيط بالأنود إلى التفاعل الكيميائي بين الأنود والكاثود.

بطارية غير قلوية

من الناحية الكيميائية ، تحتوي البطارية الخلوية الجافة غير القلوية على أنود زنك وكاثود ثاني أكسيد الكربون / كاثود ثاني أكسيد المنجنيز. المنحل بالكهرباء هو عادة عجينة حمضية. يتكون المنحل بالكهرباء النموذجي من مزيج من كلوريد الأمونيوم وكلوريد الزنك. جسديا ، يتم إنشاء بطارية غير قلوية نموذجية عكس البطارية القلوية. تعمل حاوية الزنك كأنود خارجي بينما يحتل قضيب الكربون / ثاني أكسيد المنغنيز المنطقة الداخلية ككاثود. يتم خلط الإلكتروليت مع الكاثود ويتوسط التفاعل الكيميائي بين الكاثود والأنود.

بطاريات أفضل

الإجماع العام هو أن البطارية القلوية لها ميزة أداء طفيفة على البطارية غير القلوية من الناحية الكيميائية. ومع ذلك ، يمكن الاعتماد على البطاريات غير القلوية وأقل تكلفة ويمكن استبدالها باستخدام البطارية القلوية. عادة ما تكون الأجهزة الإلكترونية التي تحمل ملصقًا توضح "استخدام البطاريات القلوية فقط" مضمونة في ظل ظروف تحتاج إلى سحب سريع وعالي من البطارية. مثال على ذلك هو وحدة الفلاش على الكاميرا حيث يكون الشحن السريع مطلوبًا.