Hur genererar alkaliska batterier el?

1. Redoxreaktion:
I alkalisk batterier , Huvudprocessen för att generera elektricitet är redoxreaktionen. Denna reaktion involverar oxidation av zink (Zn) till zinkjoner (Zn²⁺) och samtidig reduktion av mangansdioxid (MnO₂) till manganoxid (MNO (OH)). Denna process sker vid anoden och katoden i batteriet, med zink som anoden och mangansdioxid är katoden. När ett batteri är anslutet till en krets flödar elektroner från anoden (zink) till katoden (mangansdioxid), vilket skapar en elektrisk ström genom den yttre kretsen. Denna kemiska reaktion är den främsta drivkraften för elproduktion, och den resulterande elektriska strömmen är källan till energi som används för att driva elektroniska anordningar.

2. Jonledning i elektrolyt:
I alkaliska batterier spelar elektrolyten en viktig roll eftersom det gör det möjligt för joner att röra sig fritt inom batteriet och därmed bibehålla elektrisk neutralitet och underlätta elflödet. Den alkaliska elektrolyten är vanligtvis kaliumhydroxid (KOH), som innehåller hydroxidjoner (OH⁻) och zinkjoner (Zn²⁺). Dessa joner rör sig fritt i elektrolyten från en pol till den andra när den kemiska reaktionen fortsätter, vilket säkerställer balansen i laddningar i batteriet och främjar generering av elektrisk ström.

3. Aktuell generation:
När ett alkaliskt batteri är anslutet till en extern krets börjar en kemisk reaktion, vilket skapar en elektrisk ström. Vid anoden (zink) oxideras zink till zinkjoner och elektroner frisätts. Samtidigt, vid katoden (mangansdioxid), reduceras mangansdioxiden och elektroner absorberas. Dessa elektroner flyter från anoden till katoden genom en extern krets, vilket skapar en elektrisk ström. Denna ström är resultatet av en kemisk reaktion omvandlad till elektrisk energi, som kan användas för att tillhandahålla energibehovet för olika elektroniska anordningar.

4. Batterikonsumtion:
Med tiden och kemiska reaktioner som fortskrider konsumeras det aktiva materialet i ett alkaliskt batteri gradvis, vilket gör att batteriets laddning gradvis minskar. Specifikt upplöstes zinkmetall gradvis och omvandlas till zinkjoner på anoden, medan mangansdioxid gradvis reduceras på katoden. Detta resulterar i en minskning av batteritiden, och så småningom förlorar batteriet sin effektivitet och måste bytas ut. Därför beror ett batteriets livslängd på hastigheten och effektiviteten för dess inre kemiska reaktioner, liksom effekterna av användningsvillkor.