الفرق بين كيمياء البطارية الأولية والثانوية

تأتي البطاريات بأشكال وأحجام مختلفة. من بطاريات الليثيوم المشهورة جدًا إلى النماذج القلوية الصديقة للبيئة ، من خلال نماذج الزنك الكربوني وأكسيد الفضة والزنك الهوائية. ولكن بغض النظر عن الجهد أو كثافة الطاقة أو الحجم ، يتم تصنيف جميع البطاريات على أنها إما بطاريات أولية أو ثانوية ، بناءً على كيمياء البطارية. 

كبائع ، من المهم معرفة الفرق بين كيمياء البطارية الأولية والثانوية. تمنحك هذه المعرفة ميزة في السوق ، خاصة إذا كنت تبيع منتجات إلكترونية تعمل بالبطاريات. لذا تابع القراءة للحصول على تفاصيل الاختلافات الرئيسية بحيث يمكنك التأكد من تخزين الحلول التي يحتاجها المشترون لديك! 

جدول المحتويات
ميكانيكا البطارية
ما هي البطارية الأساسية؟
أمثلة شائعة للبطاريات الأولية
ما هي البطارية الثانوية؟
أمثلة شائعة للبطاريات الثانوية
الاختلافات بين البطاريات الأولية والثانوية
بعض التطبيقات الأساسية للبطاريات الأساسية والثانوية
وفي الختام

ميكانيكا البطارية

قبل أي شيء ، من المهم فهم كيفية عمل البطارية. يمكن اعتبار البطارية مصنعًا كيميائيًا مصغرًا يحول طاقتها الكيميائية إلى طاقة كهربائية. 

تتكون البطارية من جزأين متميزين: الكاثود والأنود. يشير الكاثود إلى الطرف الموجب للبطارية بينما الأنود هو الطرف السالب.

الآن ، عندما يتم إدخال بطارية في جهاز مثل مصباح يدوي أو هاتف ، يتم تشغيل التفاعل الكيميائي بداخلها. ينتج عن هذا تدفق الإلكترونات ، وهو التيار الكهربائي الذي نستخدمه لتشغيل أجهزتنا.

في القطب السالب ، تسعى بعض المواد الكيميائية إلى التخلص من إلكتروناتها ، بينما في القطب الموجب ، ترغب بعض المواد الكيميائية في استقبالها. عندما يتم توصيل طرفي البطارية بسلك ، تنتقل الإلكترونات من القطب الموجب إلى القطب السالب ، وتولد تيارًا كهربائيًا على طول الطريق.

يمكن للمواد الكيميائية الموجودة داخل البطارية إنتاج الكهرباء لفترة محدودة فقط ، حيث يتم استهلاكها أثناء التفاعل الذي ينتج عنه كهرباء. في النهاية ، ستنفد طاقة البطارية.

هذا هو السبب بطاريات قابلة للشحن ضرورية للأجهزة مثل الهواتف وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. عندما يتم توصيل هذه البطاريات ، فإنها تخضع لتفاعل كيميائي عكسي يعيد الطاقة الكيميائية للبطارية ، ويعيد الإلكترونات بشكل فعال إلى مواقعها الأصلية لإنتاج الكهرباء مرة أخرى في المرة القادمة التي تحتاج إليها.

ما هي البطارية الأساسية؟

ببساطة ، البطاريات الأساسية هي بطاريات يمكن التخلص منها. هذه البطاريات غير قابلة لإعادة الشحن ، لا بفضل تركيبتها الكيميائية. في البطارية الأساسية (الخلية الأولية AKA) ، فإن عمل المواد الكيميائية المنتجة للكهرباء غير قابل للعكس. هذا يعني أنه عندما يتم استنفاد الكهروكيميائية النشطة لكل من الكاثود والأنود ، تصبح البطارية عديمة الفائدة.

أمثلة شائعة للبطاريات الأولية

• بطاريات كربون الزنك: تم إنشاء هذه البطاريات لأول مرة في سبعينيات القرن التاسع عشر وسرعان ما أصبحت متاحة تجاريًا في القرن العشرين. فيما يلي نظرة عامة على كيمياء بطارية الزنك والكربون: تتميز بإلكتروليت كلوريد الأمونيوم بواسطة أقطاب أكسيد المنغنيز الرابع وأقطاب الزنك. 

في بطاريات الكربون الزنك الأكثر قوة ، يضاف الكربون (على شكل جرافيت) دائمًا إلى الكاثود لجعله أكثر قدرة على التوصيل. هذه البطاريات رخيصة الثمن ولكنها رائعة للتطبيقات التي تتطلب سحب طاقة صغيرة.

• البطاريات القلوية: تُعرف البطاريات القلوية أيضًا باسم بطاريات أكسيد الزنك والمنغنيز IV القلوية ، وهي بطاريات كربون مطورة. يكمن الاختلاف الوحيد بين كيمياء البطاريات القلوية وكيمياء بطارية كربون الزنك في الإلكتروليتات الخاصة بكل منهما. 

بدلاً من كلوريد الأمونيوم ، تستخدم البطاريات القلوية هيدروكسيد البوتاسيوم كمحلول إلكتروليت. نظرًا لأن كلوريد الأمونيوم يجعل قطب الزنك يصدأ بسهولة ، في حين أن بطاريات إلكتروليت هيدروكسيد البوتاسيوم لا تصدأ ، فإن البطاريات القلوية لها عمر تخزين أطول.

•  البطاريات الأساسية القائمة على الليثيوم: الآن ، بطاريات الليثيوم هي عادة بطاريات ثانوية. ومع ذلك ، من أجل الأجهزة والأجهزة التي تتطلب بطاريات أساسية ذات كثافة طاقة عالية (على سبيل المثال أجهزة ضبط نبضات القلب) ، يتم استخدام البطاريات الأساسية القائمة على الليثيوم أيضًا. 

يمكن لهذه البطاريات أن تنتج جهدًا هائلاً على مدى فترة زمنية طويلة. سيتم شرح كيمياء بطارية الليثيوم قريبًا تحت البطاريات الثانوية.

ما هي البطارية الثانوية؟

تخيل وجود هاتف لا يمكنك إعادة شحنه بمجرد نفاد شحن البطارية. يبدو محبطًا ، أليس كذلك؟ حسنًا ، لحسن الحظ لدينا بطاريات ثانوية لإنقاذ اليوم! البطارية الثانوية ، المعروفة أيضًا باسم البطارية القابلة لإعادة الشحن ، هي نوع من البطاريات يمكن شحنها وتفريغها عدة مرات.

يكمن جمال البطاريات الثانوية في قدرتها على تخزين الطاقة وإطلاقها مرارًا وتكرارًا. وهذا يجعلها بديلاً فعالاً من حيث التكلفة وصديقًا للبيئة للبطاريات الأساسية. بدلاً من شراء بطاريات جديدة باستمرار وإضافة النفايات في مدافن النفايات ، يمكننا ببساطة إعادة شحن بطارياتنا الثانوية واستخدامها مرارًا وتكرارًا.

أمثلة شائعة للبطاريات الثانوية

• بطاريات ليثيوم أيون: من المحتمل أن تكون هذه البطاريات الأكثر استخدامًا لأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة ومجموعة واسعة من تقنيات الهواتف المحمولة الأخرى. بطاريات ليثيوم أيون هي بطاريات سريعة الشحن ذات سعة عالية لتخزين الطاقة وخفيفة الوزن. إذن ، ما الذي لا تحبه؟ 

• بطاريات النيكل والكادميوم: هذه البطاريات متينة للغاية ولديها القدرة على الحفاظ على الطاقة لفترة أطول. ومع ذلك ، يمكن أن تسبب جهدًا عاليًا عند عدم استخدامها بشكل صحيح. تعمل كيمياء بطاريات النيكل والكادميوم على نقل المركبات النشطة بين أقطاب النيكل والكادميوم.

• بطاريات هلام الرصاص الحمضية: تُعرف بطاريات الرصاص الحمضية بأنها من أقدم البطاريات ، ويتم استخدامها بشكل جيد في دورات RV والكراسي المتحركة وما إلى ذلك. تعد هذه البطاريات مصدرًا موثوقًا للطاقة ولكن لها سجل حافل بالتسبب في حدوث خلل في الأجهزة عند شحنها بشكل خاطئ. في كيمياء بطاريات الرصاص الحمضية ، يكون المحلول الكهربائي عبارة عن هلام من حمض مدخن وحمض الكبريتيك. ومن هنا الاسم.

الاختلافات بين البطاريات الأولية والثانوية

بعض التطبيقات الأساسية للبطاريات الأساسية والثانوية

• البطاريات الأساسية: غالبًا ما يتم استخدامها في التطبيقات التي تستهلك طاقة متوسطة إلى منخفضة والتي تستهلك طاقة عرضية. بعض هذه التطبيقات تشمل الكاميرات ، ألعاب الروبوتوالساعات والأضواء وأجهزة الراديو.

• البطاريات الثانوية: إنها أكثر شيوعًا في القطاع الصناعي ، وبالتالي ، غالبًا ما يطلق عليها البطاريات الصناعية. ستجد غالبًا بطاريات ثانوية في مركبات المناولة الصناعية والمعدات العسكرية والسيارات والدراجات الكهربائية وعربات الجولف.

وفي الختام

من المهم إبقاء نفسك على اطلاع دائم بالمنتجات التي تبيعها لضمان حصولك على فهم أفضل لسوقك وجمهورك. سلط هذا المنشور الضوء على الاختلافات الرئيسية بين كيمياء البطارية الأولية والثانوية. يمكنك أيضا التحقق من هذا المنشور على كيفية فحص واختبار بطاريات السيارة.