Batterier har länge blivit en integrerad del av våra liv. De driver allt från klockorna på våra handleder till våra elbilar. Till och med smarttelefonen som du läser den här texten från drivs med energin från ett litet batteri. Vi är så vana vid dessa små strömkällor att vi ofta inte märker dem förrän det värsta händer – de får slut på ström. Även om moderna batterierdesignad för att hålla så länge som möjligt, var och en har sin egen gräns. För att förstå varför de slutar fungera måste du förstå lite om deras design.
Uppladdningsbara batterier är enkla, och principen för deras funktion kan inte heller kallas komplicerad. Bildkälla: Freepik
Innehåll
- 1 Hur laddningsbara batterier fungerar
- 2 Så fungerar batterier
- 3 Varför batterierna tar slut
- 4 Varför batteriet tar slut snabbt i kylan
Så fungerar laddningsbara batterier
h2>
Uppladdningsbara batterierär verkligen fantastiska enheter som producerar elektricitet, vilket gör att vi kan använda en mängd olika enheter. Men var kommer deras energi ifrån? Svaret på denna fråga gavs av författarna till IFL Science.
Faktum är att det inte finns någon “färdig” elektrisk energi inuti batteriet. Enligt materialvetenskapsprofessor Antoine Allanore kan elektricitet inte fångas och lagras, men vi kan lagra elektrisk energi i kemikalier inuti ett batteri.
Alla batterier fungerar ungefär likadant. Bildkälla: AIF
Den grundläggande principen för hur batterier fungerarär densamma: en kemisk reaktion sker inuti som flyttar laddade partiklar (elektroner) från ena änden av batteriet – anoden – till den andra, kallad katoden.
Beroende på batterityp, slutar dessa ändar är gjorda av olika material. Till exempel, ilitiumjonbatteriersom används i smartphones och elfordon är katoden gjord av litiumföreningar och anoden är gjord av grafit. Och i vanliga alkaliska batterier, som oftast kommer att tänka på när vi hör ordet “batteri”, katoden är gjord av mangandioxid och anoden är gjord av zink.
2022 kom finnarna på en ny typ av batteri.I sin baserad på vanlig sand
Så fungerar batterier
När ett batteri är anslutet till en enhet, till exempel en ficklampa, laddat partiklar börjar röra sig– det här är el. Elektroner, negativt laddade partiklar, börjar färdas längs de yttre ledningarna från ena änden av batteriet till den andra. Denna rörelse skapar en elektrisk ström som driver enheten.
Principen för driften av ett AA-batteri. Bildkälla: Huawei
Samtidigt sker en annan process inuti batteriet: positivt laddade partiklar, kallade joner, rör sig genom ett speciellt ämne – elektrolyt. Denna elektrolyt separerar de två ändarna av batteriet, vilket gör att joner kan röra sig fritt inuti men hindrar elektroner från att passera direkt genom det. På grund av denna separation interagerar jonerna och elektronerna med varandra, vilket skapar ett stadigt flöde av energi.
Därför rör sig elektronerna utanför och jonerna rör sig inuti, och denna interaktion håller batteriet igång och ger elektricitet till enheten.
p>
Varför tar batterierna slut
Batterier laddas ur av en mycket förståelig anledning: den kemiska reaktionen som förser dem med elektricitet kan inte fortsätta i det oändliga. När det gäller vanliga alkaliska batterier, som vi vanligtvis använder i fjärrkontroller eller klockor, sker denna reaktion mellan zink och mangandioxid. Så länge det finns tillräckligt med dessa ämnen genererar batteriet ström. Men när zinken reagerar helt med mangandioxid, stannar processen och batteriet tappar sin kapacitet. Det betyder att alla kemiska komponenter inuti den har förbrukats och att den inte kan producera mer energi.
Livstiden för ett batteri beror på vad det används till. Bildkälla: New Retail
Intressant nog, om batteriet inte är anslutet till enheten, inträffar inte den kemiska reaktionen. Därför kan ett nytt batteri förvaras på en hylla i flera år utan att förlora sin energi. Men så snart en person börjar använda den, börjar urladdningsprocessen och batteriet förlorar gradvis sin förmåga att driva enheten.
Ladda 1000 km på 9 minuter:Ett genombrott inom batterier för elfordon
Varför töms batteriet snabbt i kyla
Temperaturen spelar också en betydande roll för batteriurladdningen. I kylan bromsas kemiska reaktioner, och batteriet producerar mindre elektricitet. Om temperaturen är för låg kan den tillfälligt sluta fungera, även om den är varm kan den komma till liv igen. Men om batteriet överhettas, särskilt litiumjonbatterier, kan överhettning inträffa, vilket kan leda till fel eller till och med brand.
Smarttelefoner stängs ofta av i kylan, och det är lätt att förklara. Bildkälla: AIF
En annan anledning till att batterier kan laddas ur snabbare beror på läckor. Om batterihöljet är skadat och kemikalier börjar läcka ut, finns det färre aktiva komponenter kvar inuti att reagera, och batteriet “dör” snabbare.
Har du redan prenumererat på vår Telegram-kanal? Där hittar du mycket intressant!
Det är viktigt att notera att batterier inte bara kan slängas i papperskorgen – de förorenar miljön kraftigt. På Internet kan du hitta adresser till platser där du kan donera batterier. Det är inte heller en bra idé att ha dem hemma, och det finns en bra anledning till detta.