Bateria

A química dentro de uma bateria

Uma bateria pode ser uma célula ou muitas células. Cada célula tem um ânodo, um cátodo e um eletrólito. O eletrólito é o material principal dentro da bateria. É freqüentemente um tipo de ácido, e pode ser perigoso de tocar. O ânodo reage com o eletrólito para produzir elétrons (este é o negativo ou - fim). O ânodo reage com o eletrólito e toma elétrons (esta é a extremidade positiva ou +). Uma corrente elétrica acontece quando um fio conecta o ânodo ao cátodo, e os elétrons se movem de uma extremidade para a outra. (Mas uma bateria pode ser danificada apenas por um fio que conecta as duas extremidades, portanto, também é necessária uma carga entre as duas extremidades. A carga é algo que retarda os elétrons e geralmente faz algo útil, como uma lâmpada em uma lanterna, ou a eletrônica em uma calculadora).

O eletrólito pode ser líquido ou sólido. Uma bateria é chamada de célula úmida ou bateria de célula seca, dependendo do tipo de eletrólito.

As reações químicas que ocorrem em uma bateria são reações exotérmicas. Este tipo de reação produz calor. Por exemplo, se você deixar seu laptop ligado por muito tempo, e depois tocar a bateria, ela estará quente ou quente.

Uma bateria recarregável é recarregada invertendo a reação química que ocorre dentro da bateria. Mas uma bateria recarregável só pode ser recarregada um determinado número de vezes (vida útil da recarga). Mesmo as baterias embutidas, não podem ser recarregadas para sempre. Além disso, cada vez que uma bateria é recarregada, sua capacidade de manter uma carga diminui um pouco. As baterias não recarregáveis não devem ser carregadas, pois várias substâncias nocivas podem vazar, como o hidróxido de potássio.

As células podem ser conectadas para fazer uma bateria maior. A conexão do positivo de uma célula ao negativo da célula seguinte é chamada de conexão em série. A tensão de cada bateria é somada. Duas baterias de seis volts conectadas em série farão 12 volts.

Conectar o positivo de uma célula ao positivo da outra, e o negativo ao negativo é chamado de conectá-los em paralelo. A voltagem permanece a mesma, mas a corrente é somada. A tensão é a pressão que empurra os elétrons através dos fios, ela é medida em volts. A corrente é quantos elétrons podem ir ao mesmo tempo, ela é medida em amperes. A combinação de corrente e voltagem é a potência (watts = volts x amperes) da bateria.

Baterias conectadas em paralelo - mostradas em um esquema e um desenho

Tamanhos de bateria

As baterias vêm em muitas formas, tamanhos e voltagens diferentes.

As pilhas AA, AAA, C, e D, incluindo as pilhas alcalinas, são de tamanhos e formatos padrão, e têm cerca de 1,5 volts. A tensão de uma célula depende dos produtos químicos utilizados. A carga elétrica que ela pode fornecer depende do tamanho da célula, assim como de quais produtos químicos. A carga que uma bateria fornece é normalmente medida em ampere-hora. Como a voltagem permanece a mesma, mais carga significa que uma célula maior pode fornecer mais amperes, ou funcionar por um tempo mais longo.

História

A primeira bateria foi inventada em 1800 por Alessandro Volta. Hoje em dia, sua bateria é chamada de pilha voltaica.

Em baterias pequenas e modernas, o fluido é imobilizado em uma espécie de pasta e tudo é colocado em uma caixa selada. Devido a este caso, nada pode derramar da bateria. Baterias maiores, como as baterias de automóveis, ainda têm líquido no interior e não são seladas. Um tipo de bateria que usa sais fundidos como o eletrólito foi inventado durante a Segunda Guerra Mundial.

Tipos de baterias

• Células secas, células que não contêm um líquido (ou que contêm um líquido imobilizado, como uma pasta ou gel) como o eletrólito
• Célula primária, células que não podem ser recarregadas
• Bateria alcalina, "alcalina", não recarregável
• Bateria de mercúrio, não recarregável
• Bateria Leclanche, "super pesada", não recarregável
• Bateria delítio, não recarregável, "célula de moeda".
• Bateria de óxido de prata, não recarregável, bateria de relógio
• Pilha Voltaic, Allesandro Voltas primeira bateria
• Células secundárias, células que podem ser recarregadas
• Bateria de chumbo ácido selada
• Bateria de íons de lítio, recarregável, usada em telefones celulares e laptops
• Bateria de níquel-cádmio, "NiCd", recarregável
• Bateria de níquel-hidreto de metal, "NiMH", recarregável
• Bateria de níquel-zinco

• Células úmidas, células que contêm líquido como o eletrólito
• Bateria de chumbo ácido, recarregável, bateria de carro
• Bateria de níquel-ferro, recarregável, bateria Edison
• Célula de combustível, recarregada através da adição de combustível

Vista superior da bateria do carro

Alternativas às baterias

As células de combustível e as células solares não são baterias porque não armazenam a energia dentro delas.

Um condensador não é uma bateria porque não armazena a energia em uma reação química. Um condensador pode armazenar eletricidade e criar eletricidade muito mais rapidamente do que uma bateria, mas normalmente custa muito para torná-la tão grande quanto uma bateria pode ser. Cientistas e engenheiros químicos estão trabalhando para fazer melhores condensadores e baterias para carros elétricos.

Pequenos geradores elétricos operados por mãos e pés podem fornecer energia em pequenos dispositivos elétricos. Rádios relojoeiros, tochas relojoeiras e dispositivos similares também possuem uma mola de enrolamento para armazenar energia mecânica.