Різниця між первинною і вторинною клітиною

Акумулятор, або послідовне - паралельне поєднання електрохімічних комірок, - це пристрій для зберігання енергії, який досі широко використовується. Основний поділ батарей відповідно до їх використання стосується їх здатності заряджати.

Отже, є первинні комірки, які не можуть бути зарядженими, і вторинні (перезаряджаються) комірки.

Що таке первинна клітина?

Первинні клітини - це ті, які неможливо підзарядити, і їх потрібно викинути після закінчення терміну їх експлуатації. Якщо електроліт не знаходиться в рідкій формі, ми говоримо про сухі клітини.

Первинні клітини зазвичай мають високу щільність енергії, ємність, повільно розряджаються, прості у використанні і не надто дорогі. Лужні, мабуть, найчастіше використовуються первинні батареї.

Зазвичай вони мають цинковий анод, вуглецевий катод та електроліт. Крива напруги для розрядки лужних акумуляторів дуже крута (майже лінійна).

Коли акумулятор спорожняється, його напруга падає майже лінійно. Тому такі комірки не підходять для цифрових камер, оскільки для їх роботи потрібна відносно висока напруга. Отже, лужна батарея виявляється «порожньою» після кількох годин її використання, хоча насправді це не так.

Більшість первинних клітин є зручними, завжди доступними та екологічними. Вони також мають надзвичайно високу щільність енергії.

Лише за останні роки акумуляторні клітини досягли щільності первинних клітин, але звичайні лужні батареї виробляють майже на 50% більше енергії, ніж порівнянна літій-іонна вторинна клітина.

Ці комірки постійно заряджають та постачають всі види пристроїв, від основних, усіх відомих пристроїв до спеціалізованих пристроїв та додатків. Первинні осередки найчастіше використовуються в наручних годинниках, пультах, дитячих іграшках та невимогливій розважальній електроніці. Вони також застосовуються там, де зарядка недоцільна або неможлива, у випадках військових та рятувальних прийомів, у важкодоступних станціях управління тощо.

Через низькі ціни вони особливо підходять там, коли енергетичні вимоги не дуже високі, де пристрої не потребують високого рівня енергії для своєї роботи і потребують просто постійної напруги.

Що таке вторинна клітина?

З ростом портативних пристроїв, таких як ноутбуки, смартфони чи MP3-плеєри, зростає попит на хороші акумулятори, які нам не доведеться міняти кожні пару днів. І тут ми приходимо до потреби в перезаряджаються (вторинних) осередках.

Принцип їх роботи насправді той самий - електроенергія виробляється в результаті хімічної реакції, що включає анод, катоди та електроліти, але різниця полягає в хімічному складі клітин, що містяться в батареях.

Тут ми маємо випадок, що хімічна реакція є оборотною. Коли акумулятор «споживає» (або коли негативно заряджені іони переходять у позитивну сторону акумулятора), акумулятор заряджається. При підключенні вторинної комірки до зовнішнього джерела електроенергії (наприклад, електроенергії) відбувається протилежний процес - негативно заряджені іони повертаються в негативну сторону акумулятора і можуть бути використані знову.

На ринку найчастіше використовуються вторинні батареї: літій-іонні (LiOn), гідрид нікель-металів (NiMH) та нікель-кадмій (NiCd). Говорячи про вторинні батареї, треба сказати, що вони не всі рівні. NiCd (нікелевий кадмій) були першими вторинними акумуляторами, які використовувалися всюди в світі, але у них була одна невелика проблема - "ефект пам'яті".

Ефект пам'яті означає, що вам доведеться щоразу їх поповнювати та спорожнювати, інакше вони швидко втратять свою ємність. Це призвело до ситуації, коли люди переходять на гідрид нікель-металів (NiMH). Вони мали дещо більшу ємність і не «страждали» від ефекту пам’яті, але термін їх життя був короткий - ви могли заповнити їх і спорожнити близько 100 разів.

І нарешті, сьогодні використовуються найпопулярніші батареї LiOn, які виявилися найкращим варіантом. Можливо, їх ємність дещо менша, але технологія їх виготовлення простіша, ніж згадана раніше, вони менші, простіші і мають цикл 1000 зарядки та вивантаження.

Різниця між первинними та вторинними клітинами

1. Проектування первинних та вторинних клітин

Первинні клітини найчастіше "сухі клітини" - щодо технології їх виготовлення. Це тому, що в акумуляторі немає рідини, але клітини наповнені пастою, яка дозволяє рух іонів, але перешкоджає їх розливанню. Вторинні клітини використовують інші два типи клітин - вологі клітини (рідкі, затоплені клітини) та розплавлену сіль (рідкі клітини з дещо іншим складом).

2. Технічні характеристики первинних та вторинних клітин

Первинні клітини мають високу внутрішню стійкість, необоротні хімічні реакції, більш високу ємність, як правило, менші і легші, і в цілому дешевші. Вторинні клітини мають меншу внутрішню стійкість, потребують зарядки, мають оборотні хімічні реакції і є більш складними і дорогими.

3. Застосування первинних та вторинних клітин

Первинні осередки використовуються в пристроях, що потребують малого, але постійного струму - годинниках, іграшках, техніці безпеки тощо. Вторинні комірки використовуються в портативних пристроях - ноутбуках, мобільних телефонах, mp3-програвачах, планшетах тощо.

Первинна проти вторинної клітини: Таблиця порівняння

Підсумок первинних та вторинних клітин

• Первинні клітини здатні виробляти електричний струм в момент генезису. Їх ще називають одноразовими акумуляторами, оскільки вони призначені для одноразового використання та викидання. Це найчастіше використовувані осередки на портативних пристроях, які не потребують високої напруги. В принципі, первинні акумулятори не можуть бути надійно наповнені неодноразово, оскільки хімічні реакції не оборотні, а використовувані матеріали навряд чи повернуться до свого первинного стану.
• Вторинні клітини перед використанням потрібно заряджати. Також їх називають акумуляторними батареями, їх можна заряджати, підводячи до них електричний струм, який повертає хід хімічної реакції, що виникає під час використання акумулятора.