Elektrická batéria

Chemické zloženie batérie

Batéria môže mať jeden alebo viac článkov. Každý článok má anódu, katódu a elektrolyt. Elektrolyt je hlavný materiál vo vnútri batérie. Často je to typ kyseliny a môže byť nebezpečný pri dotyku. Anóda reaguje s elektrolytom a produkuje elektróny (ide o záporný alebo - koniec). Katóda reaguje s elektrolytom a prijíma elektróny (ide o kladný alebo + koniec). Elektrický prúd vzniká, keď vodič spája anódu s katódou a elektróny sa pohybujú z jedného konca na druhý. (Batériu však môže poškodiť len drôt spájajúci oba konce, preto je potrebná aj záťaž medzi týmito dvoma koncami. Záťaž je niečo, čo spomaľuje elektróny a zvyčajne robí niečo užitočné, napríklad žiarovka v baterke alebo elektronika v kalkulačke).

Elektrolyt môže byť kvapalný alebo pevný. V závislosti od typu elektrolytu sa batéria nazýva mokrý alebo suchý článok.

Chemické reakcie, ktoré prebiehajú v batérii, sú exotermické reakcie. Pri tomto type reakcie vzniká teplo. Ak napríklad necháte notebook dlhší čas zapnutý a potom sa dotknete batérie, bude teplá alebo horúca.

Nabíjateľná batéria sa nabíja opačnou chemickou reakciou, ktorá prebieha v batérii. Dobíjateľnú batériu je však možné dobiť len určitý početkrát (doba nabíjania). Dokonca ani zabudované batérie sa nedajú dobíjať donekonečna. Okrem toho sa pri každom dobíjaní batérie jej schopnosť udržať náboj o niečo zníži. Nenabíjateľné batérie by sa nemali nabíjať, pretože z nich môžu uniknúť rôzne škodlivé látky, napríklad hydroxid draselný.

Články sa dajú spojiť a vytvoriť tak väčšiu batériu. Pripojenie kladného článku k zápornému článku sa nazýva sériové zapojenie. Napätia jednotlivých batérií sa sčítajú. Dve šesťvoltové batérie zapojené do série vytvoria 12 voltov.

Pripojenie kladnej časti jedného článku ku kladnej časti druhého a zápornej časti k zápornej sa nazýva paralelné zapojenie. Napätie zostáva rovnaké, ale prúd sa sčíta. Napätie je tlak, ktorý tlačí elektróny cez vodiče, meria sa vo voltoch. Prúd je to, koľko elektrónov môže ísť naraz, meria sa v ampéroch. Kombinácia prúdu a napätia je výkon (watty = volty x ampéry) batérie.

Batérie zapojené paralelne - znázornené na schéme a výkrese

Veľkosti batérií

Batérie majú rôzne tvary, veľkosti a napätia.

Články AA, AAA, C a D vrátane alkalických batérií majú štandardné veľkosti a tvary a napätie približne 1,5 V. Napätie článku závisí od použitých chemikálií. Elektrický náboj, ktorý môže dodať, závisí od toho, aký veľký je článok, ako aj od toho, aké chemikálie. Náboj, ktorý batéria dodáva, sa zvyčajne meria v ampérhodinách. Keďže napätie zostáva rovnaké, väčší náboj znamená, že väčší článok môže dodávať viac ampérov alebo pracovať dlhší čas.

História

Prvá batéria bola vynájdená v 1800 Alessandro Volta. V súčasnosti sa jeho batéria nazýva voltová.

V malých moderných batériách je kvapalina znehybnená v akejsi paste a všetko je uložené v uzavretom puzdre. Vďaka tomuto puzdru sa z batérie nemôže nič vyliať. Väčšie batérie, ako napríklad autobatérie, majú vo vnútri stále kvapalinu a nie sú utesnené. Druh batérie, ktorý ako elektrolyt používa roztavené soli, bol vynájdený počas druhej svetovej vojny.

Typy batérií

• Suché články, články, ktoré neobsahujú kvapalinu (alebo obsahujú imobilizovanú kvapalinu, ako je pasta alebo gél) ako elektrolyt
• Primárne články, články, ktoré sa nedajú nabíjať
• Alkalická batéria, "alkalická", nie nabíjateľná
• Rtuťová batéria, nie nabíjateľná
• Batéria Leclanche, "super heavy duty", nie je nabíjateľná
• Lítiová batéria, nie nabíjateľná, "mincový článok"
• Batéria s oxidom strieborným, nenabíjateľná, hodinková batéria
• Voltaic pile, prvá batéria Allesandra Volta
• Sekundárne články, články, ktoré sa dajú nabíjať
• Uzavretá olovená batéria
• Lítium-iónová batéria, nabíjateľná, používaná v mobilných telefónoch a prenosných počítačoch
• Nikel-kadmiová batéria, "NiCd", nabíjateľná
• Nikel-metalhydridová batéria, "NiMH", nabíjateľná
• Nikel-zinková batéria

• Mokré články, články, ktoré obsahujú kvapalinu ako elektrolyt
• Olovený akumulátor, nabíjateľný, autobatéria
• Niklovo-železná batéria, nabíjateľná, Edisonova batéria
• Palivový článok, dobíjaný pridaním paliva

Pohľad na autobatériu zhora

Alternatívy k batériám

Palivové a solárne články nie sú batérie, pretože v nich nie je uložená energia.

Kondenzátor nie je batéria, pretože neukladá energiu v chemickej reakcii. Kondenzátor dokáže uchovávať elektrickú energiu a vytvárať ju oveľa rýchlejšie ako batéria, ale jeho výroba je zvyčajne príliš nákladná, aby mohol byť taký veľký ako batéria. Vedci a chemickí inžinieri pracujú na výrobe lepších kondenzátorov a batérií pre elektromobily.

Malé elektrické generátory ovládané rukou alebo nohou môžu napájať malé elektrické zariadenia. Hodinové vysielačky, hodinové baterky a podobné zariadenia majú tiež navíjaciu pružinu na uskladnenie mechanickej energie.