Verschil tussen primaire cel en secundaire cel

De batterij, of serieel-parallelle combinatie van elektrochemische cellen, is een energieopslagapparaat dat tegenwoordig nog steeds op grote schaal in gebruik is. De basisverdeling van batterijen volgens hun gebruik verwijst naar hun vermogen om te worden opgeladen.

Er zijn dus primaire cellen - die niet kunnen worden opgeladen en secundaire (oplaadbare) cellen.

Wat is primaire cel?

Primaire cellen zijn cellen die niet kunnen worden opgeladen en moeten worden weggegooid na het verstrijken van hun levensduur. Als de elektrolyt niet in vloeibare vorm is, hebben we het over droge cellen.

Primaire cellen hebben meestal een hoge energiedichtheid, capaciteit, zijn langzaam te ontladen, eenvoudig te gebruiken en niet overdreven duur. Alkaline zijn waarschijnlijk de meest gebruikte primaire batterijen.

Ze hebben meestal een zinkanode, een koolstofkathode en een elektrolyt. De spanningsgrafiek voor het ontladen van alkalinebatterijen is erg steil (bijna lineair).

Wanneer de batterij leeg raakt, daalt zijn spanning bijna lineair. Dergelijke cellen zijn daarom niet geschikt voor digitale camera's, omdat ze een relatief hoge spanning vereisen voor hun werking. Alkalinebatterijen worden daarom na een paar uur gebruik als "leeg" weergegeven, hoewel dit in werkelijkheid niet het geval is.

De meeste primaire cellen zijn comfortabel, altijd beschikbaar en milieuvriendelijk. Ze hebben ook een extreem hoge energiedichtheid.

Alleen in de afgelopen jaren hebben de oplaadbare cellen de dichtheid van primaire cellen bereikt, maar conventionele alkalinebatterijen produceren bijna 50% meer energie dan een vergelijkbare Li-Ion-secundaire cel.

Deze cellen laden en leveren continu allerlei soorten apparaten, van eenvoudige, alle bekende apparaten tot gespecialiseerde apparaten en toepassingen. Primaire cellen worden het meest gebruikt in polshorloges, afstandsbedieningen, kinderspeelgoed en niet-veeleisende entertainmentelektronica. Ze worden ook gebruikt waar het opladen onpraktisch of onmogelijk is, in het geval van militaire en reddingstechnieken, in moeilijk bereikbare controlestations en dergelijke.

Vanwege de lage prijzen zijn ze met name geschikt wanneer de vermogensvereisten niet erg hoog zijn, waarbij de apparaten geen hoog energieniveau vereisen voor hun werking en slechts een constant voltage nodig hebben.

Wat is secundaire cel?

Met de opkomst van draagbare apparaten zoals laptops, smartphones of MP3-spelers, is er een groeiende vraag naar goede batterijen die we niet elke paar dagen hoeven te veranderen. En hier komen we op de behoefte aan oplaadbare (secundaire) cellen.

Het principe van hun werk is eigenlijk hetzelfde - elektriciteit wordt gegenereerd door een chemische reactie met anode, kathoden en elektrolyten, maar het verschil zit in de chemische samenstelling van de cellen in de batterijen.

Hier hebben we het geval dat de chemische reactie omkeerbaar is. Wanneer de batterij "verbruikt" (of wanneer de negatief geladen ionen naar de positieve kant van de batterij gaan), wordt de batterij opgeladen. Door een secundaire cel te verbinden met een externe bron van elektrisch vermogen (bijvoorbeeld elektriciteit), vindt het tegenovergestelde proces plaats - de negatief geladen ionen keren terug naar de negatieve kant van de batterij en kunnen opnieuw worden gebruikt.

De meest gebruikte secundaire batterijen op de markt zijn: lithium-ion (LiOn), nikkelmetaalhydride (NiMH) en nikkel-cadmium (NiCd). Wanneer we het hebben over secundaire batterijen, moeten we zeggen dat ze niet allemaal hetzelfde zijn. NiCd (nikkel-cadmium) waren de eerste secundaire batterijen die overal ter wereld werden gebruikt, maar ze hadden één klein probleem - "geheugeneffect".

Het geheugeneffect betekent dat je ze elke keer moet bijvullen en legen, anders verliezen ze hun capaciteit snel. Dit heeft geleid tot een situatie waarin mensen overstappen op nikkel-metaalhydride (NiMH). Ze hadden een iets grotere capaciteit en 'hebben niet' last van het geheugeneffect, maar hun levensduur was kort - je kon ze opvullen en ze ongeveer 100 keer leegmaken.

En tot slot worden vandaag de meest populaire LiOn-batterijen gebruikt, die de beste variant zijn gebleken. Misschien is hun capaciteit iets kleiner, maar de technologie om ze te maken is eenvoudiger dan de eerder genoemde, ze zijn kleiner, gemakkelijker en hebben een cyclus van 1000 laden en ontladen.

Verschil tussen primaire en secundaire cellen

1. Ontwerp van primaire en secundaire cellen

Primaire cellen zijn meestal "droge cellen" - met betrekking tot de technologie om ze te maken. Het komt omdat er geen vloeistoffen in de batterij zitten, maar de cellen zitten vol met pasta die de beweging van de ionen mogelijk maakt, maar voorkomt dat ze morsen. Secundaire cellen gebruiken de andere twee soorten cellen - natte cellen (vloeistof, overstroomde cellen) en gesmolten zout (vloeibare cellen met een enigszins andere samenstelling).

2. Specificaties van primaire en secundaire cellen

Primaire cellen hebben een hoge interne weerstand, een onomkeerbare chemische reactie, een hogere capaciteit, zijn doorgaans kleiner en lichter en zijn over het algemeen goedkoper. Secundaire cellen hebben een lagere interne weerstand, moeten worden opgeladen, hebben reversibele chemische reacties en zijn complexer en duurder.

3. Toepassing van primaire en secundaire cellen

Primaire cellen worden gebruikt in apparaten met een kleine maar constante stroom - klokken, speelgoed, veiligheidsapparatuur enzovoort. Secundaire cellen worden gebruikt in draagbare apparaten - laptops, mobiele telefoons, mp3-spelers, tablets, enz.

Primaire versus secundaire cel: vergelijkende tabel

Samenvatting van primaire en secundaire cellen

• Primaire cellen zijn in staat om elektrische stroom te produceren op het moment van het ontstaan. Ze worden ook wegwerpbatterijen genoemd, omdat ze bedoeld zijn voor eenmalig gebruik en voor het weggooien. Dit zijn de meest gebruikte cellen in draagbare apparaten die geen hoogspanning vereisen. In principe kunnen primaire batterijen niet herhaaldelijk betrouwbaar worden gevuld, omdat chemische reacties niet omkeerbaar zijn en het onwaarschijnlijk is dat de gebruikte materialen terugkeren naar hun primaire toestand.
• Secundaire cellen moeten voor gebruik worden opgeladen. Ook wel oplaadbare batterijen genoemd, ze kunnen worden opgeladen door ze een elektrische stroom te geven, die het verloop van de chemische reactie die optreedt tijdens het gebruik van de batterij omkeert.