Verschil tussen oplaadbare en niet-oplaadbare batterijen

Belangrijkste verschil - Oplaadbare versus niet-oplaadbare batterijen

Batterijen bieden een manier om elektrische apparaten van stroom te voorzien die te allen tijde niet op het lichtnet kunnen worden aangesloten. Auto's, mobiele telefoons, laptops en kinderspeelgoed kunnen op batterijen werken. Afhankelijk van hun herbruikbaarheid worden de batterijen in twee categorieën ingedeeld: niet-oplaadbare (primaire) en oplaadbare (secundaire) batterijen. De grootste verschil tussen oplaadbare en niet-oplaadbare batterijen is dat oplaadbare batterijen kunnen opnieuw worden gebruikt nadat ze eenmaal volledig zijn ontladen, hoewel niet oplaadbaar batterijen kunnen niet opnieuw worden opgeladen als ze volledig ontladen zijn.

Wat zijn niet-oplaadbare batterijen

Batterijen bestaan ​​uit twee elektroden, de kathode en de anode, die in elektrolyten worden geplaatst. Wanneer de elektroden verbonden zijn, vinden chemische reacties plaats aan de kathode en anode, zoals we hebben besproken met een voorbeeld van het artikel over anoden en kathoden. Deze chemische reacties resulteren in een stroom van elektronen van de anode naar de kathode. Deze elektronen hebben elektrische energie en als we een elektrische component verbinden tussen het pad van de elektronen, kunnen de elektronen hun energie verliezen als ze door het onderdeel gaan. De elektrische energie die de elektronen verliezen, kan vervolgens worden omgezet in een vorm die nuttig voor ons is. Een gloeilamp zet bijvoorbeeld de elektrische energie om in lichtenergie (en thermische energie) en een motor zet de elektrische energie om in kinetische energie. 

Voordat we het verschil bespreken tussen oplaadbare en oplaadbare batterijen, laten we eerst kijken naar een standaard alkalinebatterij om te zien hoe het werkt:

Een lengtedoorsnede door een alkalinebatterij

Aan de anode reageert zink met de hydroxide-ionen die vrijkomen uit de kathode, waarbij zinkoxide en water worden geproduceerd en elektronen worden afgegeven tijdens het proces:

Aan de kathode worden de vrijkomende elektronen gecombineerd met mangaan (IV) oxide en water om mangaan (III) oxide en hydroxide ionen te produceren:

Om deze reacties voort te zetten, reizen de ionen continu door de elektrolyt terwijl de elektronen buiten de elektrolyt door de draden lopen die de anode en de kathode verbinden. Dit creëert een elektrische stroom in de draad.

Alkaline batterijen zijn niet oplaadbaar. Dit betekent dat deze reacties alleen in de bovenstaande richting kunnen plaatsvinden. Zodra al het mangaan (IV) oxide is omgezet in mangaan (III) oxide, komen de reacties tot stilstand en kan de batterij niet langer een elektrische stroom produceren.

Wat zijn oplaadbare batterijen

Met oplaadbare batterijen is het mogelijk om de reacties die ervoor zorgen dat ze elektronen rond een circuit laten rijden om te keren. Een goed voorbeeld voor oplaadbare batterijen is de lithium-ionbatterij, die wordt gebruikt voor de meeste mobiele telefoons en laptops. Wanneer de batterijen worden gebruikt om apparaten in te schakelen, zeggen we dat de batterij is ontladen. Terwijl dit gebeurt, geeft de "negatieve pool" lithiumionen af, die zich door de elektrolyt naar de positieve terminal verplaatsen. Tegelijkertijd stromen elektronen buiten het circuit van de negatieve terminal naar de "positieve terminal". Gedurende opladen, de batterij neemt energie van een externe bron om deze stromen om te keren: lithiumionen stromen van de "positieve terminal" naar de "negatieve pool", waardoor het vermogen van de batterij om weer stroom te voeren wordt aangevuld.

Een lithium-ionbatterij die is ontworpen voor gebruik op een laptop

De prestaties van oplaadbare batterijen worden echter na verloop van tijd slechter. De oplaadbare voorgangers van lithium-ionbatterijen omvatten nikkel-cadmium-batterijen. Deze batterijen hadden verschillende nadelen: hun prestaties hadden de neiging te lijden als ze vaak werden overladen of als ze niet vaak volledig werden afgevoerd. Bovendien was cadmium een ​​toxisch metaal, wat betekende dat verkeerd geplaatste nikkel-cadmium-batterijen een gevaar voor het milieu vormden.

Verschil tussen oplaadbare en niet-oplaadbare batterijen

Gebruik na volledige ontlading

Oplaadbare batterijen kan na het opladen opnieuw worden gebruikt nadat ze volledig zijn ontladen.

Niet-oplaadbare batterijen kan slechts eenmaal volledig worden ontladen. Daarna kan de batterij niet worden opgeladen en kan deze niet worden gebruikt om een ​​elektrische stroom te produceren.

Kosten

De prijs van oplaadbare batterijen is hoger in vergelijking met die van niet-oplaadbare. Op de lange termijn is het echter voordeliger om oplaadbare batterijen te gebruiken.

Niet-oplaadbare batterijen zijn goedkoper in vergelijking met oplaadbare.

Typen batterijen

Oplaadbare batterijen inclusief lood-zuur, nikkel-cadmium en lithium-ion-batterijen.

Niet-oplaadbare batterijen omvatten Leclanché, zink-koolstof en alkalinebatterijen.

Afbeelding Met dank

"Simplified diagram of alkaline battery construction." Door Tympanus (eigen werk) [Public Domain], via Wikimedia Commons

"Li ion-batterij van een laptop." Door Kristoferb (Eigen werk (enwiki)) [CC BY-SA 3.0], via Wikimedia Commons