Como funciona uma bateria recarregável e quais são as equações do ânodo do cátodo para esta bateria?
Como as baterias recarregáveis funcionam:
As baterias recarregáveis operam por reações químicas reversíveis que armazenam e liberam energia através do movimento de íons. Aqui está uma explicação simplificada:
1.
carregamento: Quando você conecta a bateria a um carregador, uma corrente elétrica externa força os elétrons a fluir na direção oposta de seu fluxo natural durante a descarga. Esse processo reverte a reação química dentro da bateria, convertendo os produtos de descarga em seus estados originais.
2.
descarga: Quando você usa a bateria, a reação química ocorre espontaneamente, liberando elétrons que fluem através de um circuito externo para alimentar seu dispositivo. Os íons se movem entre o ânodo e o cátodo, criando uma corrente elétrica.
Componentes -chave: * eletrodos
: *
ânodo: O eletrodo negativo onde ocorre a oxidação (perda de elétrons). Durante a descarga, o material do ânodo perde elétrons e íons para o eletrólito.
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Catodo: O eletrodo positivo onde a redução ocorre (ganho de elétrons). Durante a descarga, o material do cátodo ganha elétrons e íons do eletrólito.
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eletrólito: Um material líquido ou sólido que permite que os íons se movam entre os eletrodos, completando o circuito elétrico.
diferentes tipos de baterias recarregáveis: Existem vários tipos de baterias recarregáveis, cada uma com sua própria química:
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íon de lítio (li-ion): O tipo mais comum, usado em smartphones, laptops e veículos elétricos. Eles têm uma densidade de alta energia e longa vida útil.
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Lead-Acid: Usados em baterias de carro, elas são relativamente baratas e têm uma alta capacidade, mas são pesadas e têm uma vida útil mais curta.
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níquel-cádmio (NICD): Uma vez popular, mas agora menos comum devido ao seu impacto ambiental e "efeito de memória".
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hidreto de níquel-metal (NIMH): Ter uma capacidade mais alta que a NICD, mas sofre com uma perda de capacidade mais rápida.
Equações de cátodo e ânodo (exemplo:bateria de íon de lítio):
Vejamos as equações de cátodo e ânodo para uma bateria de íon de lítio:
ânodo (óxido de metal de lítio): *
descarga: Li
x MO 2 -> li x-y MO 2 + yli
+
+ ye
-
* Íons de lítio (li
+
) e elétrons (e
-
) são liberados do ânodo.
* cobrança: Li x-y MO 2 + yli
+
+ ye
-
-> li x MO 2
* Os íons de lítio e elétrons são reabsorvidos pelo ânodo.
Catodo (grafite):
* descarga: C 6 + yli
+
+ ye
-
-> li y C 6
* Íons de lítio (li
+
) e elétrons (e
-
) do ânodo é inserido na estrutura de grafite.
* cobrança: Li y C 6 -> C 6 + yli
+
+ ye
-
* Os íons e elétrons de lítio são removidos da estrutura de grafite.
Nota: As reações químicas específicas e os materiais de eletrodo variam dependendo do tipo de bateria recarregável.
No geral, o princípio de trabalho de uma bateria recarregável é baseada em reações químicas reversíveis acionadas pelo movimento de íons e elétrons, permitindo o armazenamento e liberação de energia elétrica.