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Les batteries sont des cellules voltaïques utilisées comme sources électriques portables. Ils sont classés en primaire ou non rechargeable et piles secondaires ou rechargeables. La batterie principale commune est la pile sèche.
Il contient un boîtier en zinc comme anode et une cathode en graphite immergé dans une pâte d'électrolyte acide et humide d'oxyde de manganèse et de chlorure d'ammonium. Le zinc s'oxyde en chlorure de zinc, et l'oxyde de manganèse se réduit en oxyde manganèse solide générant un potentiel de 1, 5 volts. Lorsqu'elles sont utilisées, les électrodes s'épuisent, ce qui rend les piles sèches à usage unique.
Les piles alcalines sont similaires mais utilisent un électrolyte alcalin qui prolonge leur durée de vie et leur durée de conservation. Les batteries au plomb sont des batteries secondaires principalement utilisé dans les automobiles. Ceux-ci ont généralement six cellules électrochimiques connectés en série, générant un potentiel total de 12 volts.
Chaque cellule a une anode en plomb et une cathode en oxyde de plomb immergé dans l'acide sulfurique. Lors de la décharge, les réactions redox déposent un sulfate de plomb solide sur les deux électrodes, qui sont reconvertis pendant la recharge en utilisant une source d'alimentation externe. Les piles rechargeables au nickel-cadmium contiennent une cathode oxyhydroxyde de nickel, une anode de cadmium, et un électrolyte d'hydroxyde de potassium.
Lorsqu'elle est utilisée, l'anode s'oxyde en cadmium hydroxyde solide, et la cathode réduit à l'hydroxyde de nickel solide, générant un potentiel cellulaire de 1, 3 volts. Cependant, la toxicité du cadmium entraîne le remplacement de batteries nickel-cadmium par les batteries nickel-métal-hydrure plus écologiques. Ici, la cathode reste la même, mais l'anode est un alliage absorbant l'hydrogène.
La réaction anodique implique la formation d'eau de l'hydrogène. Les batteries lithium-ion sont les batteries secondaires les plus récentes. Le lithium métal léger rend ces batteries portables avec une densité d'énergie élevée.
Une batterie lithium-ion contient une anode en graphite lithié et une cathode d'oxyde de métal de transition au lithium. Lorsqu'il est chargé, le métal de transition est oxydé, tandis que les ions lithium sont incorporés entre les couches de graphite anodique. Lors de la décharge, les ions lithium circulent de l'anode à la cathode générant un potentiel de 3, 7 volts.
Enfin, les piles à combustible sont des piles voltaïques qui nécessitent une alimentation externe continue de réactifs redox pour la production d'énergie. Une pile à hydrogène typique utilise de l'hydrogène et de l'oxygène de l'air pour générer un courant tout en émettant de l'eau. Les électrodes en graphite contiennent des catalyseurs à base de platine pour accélérer la réaction redox.
Une pile est une cellule galvanique utilisée comme source d'alimentation électrique pour des applications précises. Les piles modernes existent sous d…
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