Rozdíl mezi primární buňkou a sekundární buňkou

Baterie nebo sériová - paralelní kombinace elektrochemických článků je zařízení pro ukládání energie, které se v současné době stále hojně používá. Základní rozdělení baterií podle jejich použití se týká jejich schopnosti nabíjení.

Existují tedy primární buňky - které nelze nabít a sekundární (dobíjecí) buňky.

Co je primární buňka?

Primární buňky jsou buňky, které nelze dobít a po uplynutí jejich životnosti je třeba je zlikvidovat. Pokud elektrolyt není v kapalné formě, mluvíme o suchých buňkách.

Primární buňky obvykle mají vysokou hustotu energie, kapacitu, vybíjejí se pomalu, snadno se používají a nejsou příliš drahé. Alkalické jsou pravděpodobně nejčastěji používané primární baterie.

Obvykle mají zinkovou anodu, uhlíkovou katodu a elektrolyt. Křivka napětí pro vybití alkalických baterií je velmi strmá (téměř lineární).

Když se baterie vyprázdní, její napětí klesá téměř lineárně. Takové buňky proto nejsou vhodné pro digitální fotoaparáty, protože pro jejich provoz vyžadují relativně vysoké napětí. Alkalická baterie se proto po několika hodinách používání zobrazuje jako „prázdná“, i když ve skutečnosti není.

Většina primárních buněk je pohodlná, vždy dostupná a šetrná k životnímu prostředí. Mají také extrémně vysokou hustotu energie.

Pouze v posledních letech dosáhly dobíjecí články hustoty primárních článků, ale běžné alkalické baterie produkují téměř o 50% více energie než srovnatelné sekundární články Li-Ion.

Tyto buňky nepřetržitě nabíjejí a dodávají všechny druhy zařízení, od základních, všech známých zařízení po specializovaná zařízení a aplikace. Primární buňky se nejčastěji používají v náramkových hodinkách, dálkových ovladačích, hračkách pro děti a nenáročné zábavní elektronice. Používají se také všude tam, kde je nabíjení nepraktické nebo nemožné, v případě vojenské a záchranné techniky, v obtížně přístupných kontrolních stanicích apod..

Vzhledem k nízkým cenám jsou zvláště vhodné tam, kde požadavky na energii nejsou příliš vysoké, kde zařízení nevyžadují pro svou činnost vysokou úroveň energie a vyžadují jen konstantní napětí.

Co je sekundární buňka?

S nárůstem přenosných zařízení, jako jsou notebooky, smartphony nebo MP3 přehrávače, roste poptávka po dobrých bateriích, které nebudeme muset měnit každých pár dní. A tady přicházíme k potřebě dobíjitelných (sekundárních) buněk.

Princip jejich práce je ve skutečnosti stejný - elektřina je generována chemickou reakcí zahrnující anodu, katody a elektrolyty, ale rozdíl je v chemickém složení buněk obsažených v bateriích.

Zde máme případ, že chemická reakce je reverzibilní. Když se baterie „spotřebuje“ (nebo když záporně nabité ionty přejdou na kladnou stranu baterie), baterie se nabije. Připojením sekundárního článku k externímu zdroji elektrické energie (např. Elektřině) dochází k opačnému procesu - záporně nabité ionty se vracejí na zápornou stranu baterie a lze je znovu použít.

Nejběžněji používanými sekundárními bateriemi na trhu jsou: lithium-iontové (LiOn), hydrid nikel-kov (NiMH) a nikl-kadmium (NiCd). Když mluvíme o sekundárních bateriích, musíme říci, že si nejsou všichni rovni. NiCd (nikl kadmium) byly první sekundární baterie, které se používaly kdekoli na světě, ale měly jeden malý problém - „paměťový efekt“.

Paměťový efekt znamená, že je musíte pokaždé doplnit a vyprázdnit, jinak rychle ztratí kapacitu. To vedlo k situaci, kdy lidé přecházejí na hydrid nikl-kov (NiMH). Měli o něco větší kapacitu a netrpěli „paměťovým efektem“, ale jejich životnost byla krátká - můžete je naplnit a vyprázdnit asi 100krát.

A konečně se dnes používají nejoblíbenější LiOn baterie, které se ukázaly jako nejlepší varianta. Možná je jejich kapacita o něco menší, ale technologie jejich výroby je jednodušší než ty, které byly zmíněny dříve, jsou menší, snadnější a mají cyklus 1000 nabíjení a vybíjení.

Rozdíl mezi primárními a sekundárními buňkami

1. Návrh primárních a sekundárních buněk

Primární buňky jsou nejčastěji „suché buňky“ - pokud jde o technologii jejich výroby. Je to proto, že v baterii nejsou žádné tekutiny, ale články jsou plné pasty, která umožňuje pohyb iontů, ale zabraňuje jejich rozlití. Sekundární buňky používají další dva typy buněk - mokré buňky (kapalina, zaplavené buňky) a roztavená sůl (tekuté buňky s mírně odlišným složením)..

2. Specifikace primárních a sekundárních buněk

Primární buňky mají vysokou vnitřní odolnost, nevratnou chemickou reakci, vyšší kapacitu, obvykle menší a lehčí a celkově jsou levnější. Sekundární buňky mají nižší vnitřní odpor, musí být nabity, mají reverzibilní chemické reakce a jsou složitější a nákladnější.

3. Aplikace primárních a sekundárních buněk

Primární články se používají v zařízeních vyžadujících malý, ale konstantní proud - hodiny, hračky, bezpečnostní vybavení atd. Sekundární buňky se používají v přenosných zařízeních - notebooky, mobilní telefony, mp3 přehrávače, tablety atd.

Primární vs. sekundární buňka: srovnávací tabulka

Souhrn primárních a sekundárních buněk

• Primární buňky jsou schopné produkovat elektrický proud v době geneze. Nazývají se také jednorázové baterie, protože jsou určeny k jednorázovému použití a likvidaci. Jedná se o nejčastěji používané buňky v přenosných zařízeních, která nevyžadují vysoké napětí. Primární baterie nelze v zásadě spolehlivě opakovaně plnit, protože chemické reakce nejsou reverzibilní a použité materiály se pravděpodobně nevracejí do svého primárního stavu.
• Před použitím musí být sekundární články nabity. Také nazývané dobíjecí baterie, mohou být dobíjeny přivedením elektrického proudu, který zvrátí průběh chemické reakce, ke které dochází během používání baterie.