Nous vous expliquons ce qu'est une batterie et comment fonctionne cet appareil. Aussi, les types de batteries qui existent et ce qu'est une batterie.
Qu'est-ce qu'une batterie ?
Une batterie électrique, également appelée batterie électrique ou accumulateur, est un appareil composé de cellules électrochimiques capables de convertir le énergie chimique à l'intérieur dans énergie électrique. Ainsi, les batteries génèrent du courant continu et, de cette manière, servent à alimenter différents circuits électriques, selon leur taille et leur puissance.
Les batteries ont été pleinement intégrées dans notre vie quotidienne depuis leur invention au 19ème siècle et leur commercialisation massive au 20ème. Le développement des batteries va de pair avec l'avancée technologique de l'électronique. Télécommandes, horloges, des ordinateurs De toutes sortes, les téléphones portables et un grand nombre de gadgets contemporains utilisent des batteries comme source d'énergie électrique, ils sont donc fabriqués avec différentes puissances.
Les batteries ont une capacité de charge déterminée par la nature de leur composition et qui se mesure en ampères-heures (Ah), ce qui signifie que la batterie peut délivrer un ampère de courant sur une heure continue. Plus sa capacité de charge est élevée, plus il peut stocker de courant à l'intérieur.
Enfin, le cycle de vie court de la plupart des batteries commerciales en a fait un puissant polluant de eaux Oui sols, étant donné qu'une fois leur cycle de vie terminé, ils ne peuvent être ni rechargés ni réutilisés et sont donc mis au rebut. Après avoir rouillé leur couvercle métallique, les batteries se déchargent vers le environnement son contenu chimique et altérer sa composition et pH.
Comment fonctionne une batterie ?
Le principe fondamental d'une batterie consiste en des réactions d'oxydo-réduction (redox) De certains produits chimiques, dont l'un perd électrons (s'oxyde) tandis que l'autre gagne des électrons (réduit), pouvant revenir à sa configuration initiale compte tenu des conditions nécessaires : l'application de électricité (charge) ou la fermeture du circuit (décharge).
Les batteries contiennent des cellules chimiques qui ont un pôle positif (anode) et un pôle négatif (cathode), ainsi que des électrolytes qui permettent le flux électrique vers l'extérieur. Ces cellules convertissent l'énergie chimique en énergie électrique, par un processus réversible ou irréversible, selon le type de batterie, qui, une fois complète, épuise sa capacité à recevoir énergie. En cela, on distingue deux types de cellules :
- Primaire. Ceux qui, une fois que la réaction s'est produite, ne peuvent pas revenir à leur état d'origine, épuisant ainsi leur capacité à stocker courant électrique. On les appelle aussi batteries non rechargeables.
- Lyceés. Ceux qui peuvent recevoir une application d'énergie électrique pour restaurer leur composition chimique d'origine, et peuvent être utilisés de nombreuses fois avant d'être complètement épuisés. On les appelle aussi batteries rechargeables.
Types de batterie
Il existe de nombreux types de batteries, selon les éléments utilisés dans leur fabrication, tels que :
- Piles alcalines. Généralement jetable. Ils utilisent de l'hydroxyde de potassium (KOH) comme électrolyte. La réaction chimique qui produit de l'énergie se produit entre le zinc (Zn, anode) et le dioxyde de manganèse (MnO2, cathode). Ce sont des batteries extrêmement stables, mais de courte durée de vie.
- Batteries au plomb. Commun dans les véhicules et les motos. Ce sont des batteries rechargeables qui, lorsqu'elles sont chargées, ont deux électrodes de plomb: une cathode en dioxyde de plomb (PbO2) et une anode en plomb spongieux (Pb). L'électrolyte utilisé est acide sulfurique (H2SO4) en solution aqueuse. Par contre, lorsque la batterie est déchargée, le plomb se présente sous forme de sulfate de plomb (II) (PbSO4) déposé sur du plomb métallique (Pb). Ensuite, lors de la charge initiale, PbSO4 est réduit en Pb sur les plaques négatives et PbO2 se forme sur les plaques positives. Dans ce processus, le plomb est oxydé et réduit en même temps. D'autre part, lors de la décharge, le PbO2 est réduit en PbSO4 et le Pb est oxydé pour produire également du PbSO4. Ces deux processus peuvent être répétés de manière cyclique jusqu'à ce que les cristaux de PbSO4 deviennent trop gros pour perdre leur réactivité chimique. C'est le cas où l'on dit familièrement que la batterie a été sulfatée et doit être remplacée par une neuve.
- Batteries nickel. Coût très bas mais performances terribles, ils sont parmi les premiers à être fabriqués dans l'histoire. A leur tour, elles ont donné naissance à de nouvelles batteries telles que :
- Nickel-fer (Ni-Fe). Ils étaient constitués de tubes minces enroulés par des tôles d'acier nickelé. Sur les plaques positives, ils avaient de l'hydroxyde de nickel (III) (Ni (OH) 3) et sur les plaques négatives du fer (Fe). L'électrolyte utilisé est l'hydroxyde de potassium (KOH). Bien que leur durée de vie soit très longue, ils ont été abandonnés en raison de leurs faibles performances et de leur coût élevé.
- Nickel-cadmium (Ni-Cd). Ils sont composés d'une anode de cadmium (Cd) et d'une cathode d'hydroxyde de nickel (III) (Ni (OH) 3) et d'hydroxyde de potassium (KOH) comme électrolyte. Ces accumulateurs sont parfaitement rechargeables, mais ont une faible densité énergétique (à peine 50Wh/kg). De plus, ils sont de moins en moins utilisés en raison de leur effet mémoire élevé (diminution de la capacité des batteries lorsque l'on effectue des charges incomplètes) et parce que le cadmium est très polluant.
- Nickel-hydrure (Ni-MH). Ils utilisent de l'oxyhydroxyde de nickel (NiOOH) pour l'anode et un alliage hydrure métallique comme cathode. Ils ont une capacité de charge plus élevée et moins d'effet mémoire par rapport aux batteries Ni-Cd, et ils n'affectent pas non plus le environnement car ils n'ont pas de Cd (très polluant et dangereux). Ils ont été les pionniers de l'utilisation des véhicules électriques, car ils sont parfaitement rechargeables.
- Batteries lithium-ion (Li-ION). Ils utilisent un sel de lithium comme électrolyte. Ce sont les batteries les plus utilisées dans le électronique de petite taille, comme les téléphones portables et autres appareils portables. Ils se distinguent par leur énorme densité énergétique, ajoutée au fait qu'ils sont très légers, de petite taille et de bonnes performances, mais ont une durée de vie maximale de trois ans. Un autre avantage qu'ils ont est leur faible effet mémoire. De plus, lorsqu'ils sont surchauffés, ils peuvent exploser, car leurs éléments sont inflammables, leur coût de production est donc élevé du fait que des éléments de sécurité doivent être incorporés.
- Piles au lithium polymère (LiPo). Ils sont une variante des batteries ordinaires de lithium, ont une meilleure densité énergétique et un meilleur taux de décharge, mais présentent l'inconvénient d'être inutilisables s'ils perdent leur charge en dessous de 30%, il est donc essentiel de ne pas les laisser se décharger complètement. Ils peuvent également surchauffer et exploser, il est donc très important de ne jamais attendre trop longtemps pour regarder la batterie, ou de toujours la conserver dans un endroit sûr à l'écart des substances inflammables.
Batterie et batterie
Dans de nombreux pays hispanophones, seul le termebatterie.
Les termes batterie Oui batterie dans ce contexte, ils sont synonymes et proviennent des premiers jours de la manipulation humaine de l'électricité. Les premiers accumulateurs étaient constitués de groupes de cellules ou de disques métalliques pour augmenter le courant fourni initialement, et qui pouvaient être disposés de deux manières : l'une au-dessus de l'autre, formant un batterie, ou côte à côte, sous la forme de batterie.
Il convient toutefois de préciser que dans de nombreux pays hispanophones, seul le terme batterie, et il est préférable accumulateur pour d'autres appareils électriques, tels que des condensateurs, etc.