Une batterie exploite un type de réaction chimique appelé une réaction d'oxydoréduction, où les électrons sont perdus par une espèce et gagné par un autre, pour produire de l'électricité. Bien que toutes les piles reposent sur le même principe, ils varient considérablement en termes de matériaux et de la chimie. Ces différences veiller à ce que certaines batteries sont mieux adaptés à certaines applications que pour d'autres.
Batteries de cellules primaires
Les piles primaires ne sont pas rechargeables; ils sont scellés lors de la fabrication de sorte que tous les contenus sont enfermés à l'intérieur de la batterie. Il existe trois principaux types de piles primaires. piles sèches primaires ont un électrolyte en pâte. les piles alcalines sont semblables, mais souvent de plus longue durée, car ils utilisent un électrolyte alcalin qui ne réagit pas facilement avec des électrodes de zinc, à moins que la batterie est en cours d'utilisation. cellules Argent remplacer la tige de carbone avec une électrode d'oxyde d'argent, ce qui donne une grande fiabilité et une longue vie. cellules d'argent sont populaires pour une utilisation dans des dispositifs médicaux tels que les stimulateurs cardiaques et les prothèses auditives.
Piles secondaires
Les piles secondaires sont généralement rechargeable et doivent généralement être chargées avant qu'elles puissent être utilisées pour la première fois. Les types courants comprennent des batteries au plomb-acide comme ceux qu'on trouve dans les voitures, les batteries nickel-métal hydrure, les batteries au nickel-cadmium et des cellules au lithium-ion, qui sont très populaires pour une utilisation dans les ordinateurs portables. Comme les cellules primaires, celles-ci peuvent être humides ou secs, ce qui signifie qu'ils peuvent avoir un liquide ou un électrolyte en pâte.
Chimie de cellules primaires communes
La principale différence entre les différents types de batteries est la nature de leur chimie. Le type le plus courant de cellule sèche primaire utilise un cylindre de zinc qui entoure l'électrolyte, d'une pâte de chlorure d'ammonium, le chlorure de zinc, l'oxyde de manganèse, l'amidon et le carbone granulé; dans le centre se trouve une électrode en graphite. À l'électrode de zinc, on oxyde de zinc +2 ions qui forment des complexes avec les molécules d'ammoniac, tandis que le manganèse est réduite à partir d'un état d'oxydation 4-3 à l'électrode de carbone. piles alcalines sont également très commun. Ils sont de conception similaire, mais la réaction se déroule à présent dans une solution basique ou alcaline, moins le chlorure d'ammonium. Le zinc est oxydé comme dans la cellule sèche et forme de l'oxyde de zinc, tandis qu'à l'autre électrode, l'oxyde de manganèse est réduite pour former de l'hydroxyde de manganèse.
Chimie de cellules secondaires communs
cellules au plomb se trouvent dans des batteries de voiture. Ils contiennent des grilles en alliage de plomb-antimoine et couverts dans la pâte de sulfate de plomb; la grille est baignée dans de l'acide sulfurique dilué. Charger la batterie réduit le sulfate de plomb sur certaines grilles pour diriger le métal tout en oxydant du sulfate de plomb à oxyde de plomb sur les autres. Lorsque la batterie est en fonctionnement, cette réaction est inversée et sert de source d'électricité. cellules au lithium-ion sont extrêmement populaires dans l'électronique grand public, en particulier dans les ordinateurs portables. Lithium a un potentiel redox très négatif - ce qui signifie qu'il a une forte tendance à donner des électrons - et il a aussi la densité de faible masse, de sorte que ces batteries ont une densité très bonne énergie et sont plus légers que d'autres types comme les cellules plomb-acide. Dans ces piles, les ions lithium transportent un courant à travers une matrice non aqueuse caoutchouteuse entre une électrode en carbone et une électrode d'oxyde métallique.