Explicamos o que é uma bateria e como esse dispositivo funciona. Além disso, os tipos de baterias existentes e o que é uma bateria.
O que é bateria?
Uma bateria elétrica, também chamada de bateria elétrica ou acumulador, é um dispositivo composto por células eletroquímicas capaz de converter o energia química dentro em energia elétrica. Assim, as baterias geram corrente contínua e, dessa forma, servem para alimentar diversos circuitos elétricos, dependendo de seu tamanho e potência.
As baterias foram totalmente incorporadas em nossas vidas diárias desde sua invenção no século 19 e sua comercialização em massa no século 20. O desenvolvimento de baterias anda de mãos dadas com o avanço tecnológico da eletrônica. Controles remotos, relógios, computadores De todos os tipos, os telefones celulares e um grande grupo de aparelhos contemporâneos usam baterias como fonte de energia elétrica, por isso são fabricados com vários poderes.
As baterias têm uma capacidade de carga determinada pela natureza de sua composição e que é medida em amperes-hora (Ah), o que significa que a bateria pode fornecer um ampere de corrente em uma hora contínua. Quanto maior sua capacidade de carga, mais corrente ela pode armazenar dentro.
Por último, o curto ciclo de vida da maioria das baterias comerciais tornou-as um poderoso poluente de águas Y solos, visto que, uma vez que seu ciclo de vida é concluído, eles não podem ser recarregados ou reutilizados e são descartados. Depois de enferrujar sua cobertura metálica, as baterias descarregam para o meio Ambiente seu conteúdo químico e alteram sua composição e pH.
Como funciona uma bateria?
O princípio fundamental de uma bateria consiste em reações de redução de oxidação (redox) de certo substancias quimicas, um dos quais perde elétrons (oxida) enquanto o outro ganha elétrons (se reduz), podendo retornar à sua configuração inicial dadas as condições necessárias: a aplicação de eletricidade (carregando) ou fechando o circuito (descarga).
As baterias contêm células químicas que possuem um pólo positivo (ânodo) e um pólo negativo (cátodo), bem como eletrólitos que permitem o fluxo elétrico para o exterior. Essas células convertem energia química em energia elétrica, por meio de um processo reversível ou irreversível, dependendo do tipo de bateria, que, uma vez concluída, esgota sua capacidade de receber. Energia. Neste, dois tipos de células são distinguidos:
- Primário. Aqueles que, uma vez que a reação ocorreu, não podem retornar ao seu estado original, esgotando assim sua capacidade de armazenar corrente elétrica. Eles também são chamados de baterias não recarregáveis.
- Escolas de ensino médio. Aquelas que podem receber uma aplicação de energia elétrica para restaurar sua composição química original, podendo ser utilizadas inúmeras vezes antes de se esgotarem completamente. Eles também são chamados de baterias recarregáveis.
Tipos de bateria
Existem muitos tipos de baterias, dependendo dos elementos utilizados na sua fabricação, tais como:
- Pilhas alcalinas. Normalmente descartável. Eles usam hidróxido de potássio (KOH) como eletrólito. O reação química que produz energia ocorre entre o zinco (Zn, ânodo) e o dióxido de manganês (MnO2, cátodo). São baterias extremamente estáveis, mas de curta duração.
- Baterias de chumbo-ácido. Comum em veículos e motocicletas. São baterias recarregáveis que quando carregadas possuem dois eletrodos de liderar: um cátodo de dióxido de chumbo (PbO2) e um ânodo de chumbo esponjoso (Pb). O eletrólito usado é ácido sulfúrico (H2SO4) em solução aquosa. Por outro lado, quando a bateria está descarregada, o chumbo apresenta-se na forma de sulfato de chumbo (II) (PbSO4) depositado sobre o chumbo metálico (Pb). Então, durante a carga inicial, o PbSO4 é reduzido a Pb nas placas negativas e o PbO2 é formado nas positivas. Nesse processo, o chumbo é oxidado e reduzido ao mesmo tempo. Por outro lado, durante a descarga, o PbO2 é reduzido a PbSO4 e o Pb é oxidado para produzir também PbSO4. Esses dois processos podem ser repetidos ciclicamente até que os cristais de PbSO4 se tornem muito grandes para perder a reatividade química. É o caso quando se diz coloquialmente que a bateria foi sulfatada e deve ser substituída por uma nova.
- Baterias níquel. Custo muito baixo, mas desempenho péssimo, eles são alguns dos primeiros a serem fabricados na história. Por sua vez, deram origem a novas baterias como:
- Ferro-níquel (Ni-Fe). Eles consistiam em tubos finos enrolados em folhas de aço niquelado. Nas placas positivas havia hidróxido de níquel (III) (Ni (OH) 3) e nas placas negativas ferro (Fe). O eletrólito utilizado é o hidróxido de potássio (KOH). Embora sua vida útil tenha sido muito longa, eles foram descontinuados devido ao seu baixo desempenho e alto custo.
- Níquel-cádmio (Ni-Cd). Eles são compostos por um ânodo de cádmio (Cd) e um cátodo de hidróxido de níquel (III) (Ni (OH) 3) e hidróxido de potássio (KOH) como eletrólito. Esses acumuladores são perfeitamente recarregáveis, mas possuem baixa densidade de energia (apenas 50Wh / kg). Além disso, são cada vez menos utilizados devido ao seu elevado efeito memória (redução da capacidade das baterias quando efetuamos cargas incompletas) e porque o cádmio é muito poluente.
- Hidreto de níquel (Ni-MH). Eles usam oxihidróxido de níquel (NiOOH) para o ânodo e um Liga hidreto metálico como cátodo. Eles têm uma maior capacidade de carga e menos efeito de memória em comparação com as baterias Ni-Cd, e também não afetam o meio Ambiente já que não possuem Cd (muito poluente e perigoso). Eles foram os pioneiros na utilização em veículos elétricos, pois são perfeitamente recarregáveis.
- Baterias de íon de lítio (Li-ION). Eles usam um sal de lítio como eletrólito. São as baterias mais usadas no eletrônicos de tamanho pequeno, como telefones celulares e outros dispositivos portáteis. Destacam-se pela enorme densidade de energia, somada ao fato de serem muito leves, possuem tamanho pequeno e bom desempenho, mas possuem vida útil máxima de três anos. Outra vantagem que eles têm é o efeito de pouca memória. Além disso, quando superaquecidos podem explodir, visto que seus elementos são inflamáveis, portanto, seu custo de produção é alto devido ao fato de que elementos de segurança devem ser incorporados.
- Baterias de polímero de lítio (LiPo). Eles são uma variação das baterias comuns de lítio, têm uma melhor densidade de energia e uma melhor taxa de descarga, mas têm a desvantagem de ficarem inutilizáveis se perderem a carga abaixo de 30%, por isso é essencial não deixá-los descarregar completamente. Eles também podem superaquecer e explodir, por isso é muito importante nunca esperar muito para olhar para a bateria ou sempre mantê-la em um local seguro, longe de substâncias inflamáveis.
Bateria e bateria
Em muitos países de língua espanhola, apenas o termobateria.
Os termos bateria Y bateria neste contexto, eles são sinônimos e vêm desde os primeiros dias da manipulação humana da eletricidade. Os primeiros acumuladores eram constituídos por grupos de células ou discos metálicos para aumentar a corrente fornecida inicialmente, e que podiam ser dispostos de duas formas: uma acima da outra, formando um bateria, ou próximos um do outro, na forma de bateria.
Deve ser esclarecido, no entanto, que em muitos países de língua espanhola apenas o termo bateria, e é o preferido acumulador para outros aparelhos elétricos, como capacitores, etc.