indar elektroeragilea
◆Energia biltegiratzeko baterien deskarga-errendimendua
Kanpoko zirkuitua irekita dagoenean, hau da, ez da korronterik pasatzen baterian, elektrodo positibo eta negatiboen arteko potentzial-diferentzia bateriaren indar elektroeragilea (EMF) gisa definitzen da, normalean E ikurrez adierazita. EMFaren balioa energia elektrikoaren kantitatea islatzen duen adierazleetako bat da.bateria sistemaatera daiteke. Printzipio termodinamikoen arabera, dugu...
Formulan, AGk Gibbsen energia askearen aldaketa adierazten du; n elektroi-transferentzia-zenbakia adierazten du; E zelula indar elektroeragilea adierazten du; eta F Faraday konstantea adierazten du.
(1.2) ekuazioak erakusten du bateriaren indar elektroeragilearen magnitudea erreakzio kimikoan parte hartzen duten substantzien berezko propietateen, bateriaren funtzionamenduaren erreakzio baldintzen (adibidez, tenperatura) eta erreaktiboen eta produktuen jardueraren araberakoa dela, eta ez duela bateriaren geometria edo tamainaren eragina.
Zirkuitu irekiko tentsioa
Bateriaren -zirkuitu irekiko tentsioak borne positibo eta negatiboen arteko potentzial-diferentziari egiten dio erreferentzia, kanpoko zirkuitua bateriatik deskonektatzen denean. Garrantzitsua da kontuan izan borna positibo eta negatiboak elektrolito-disoluzioan oreka termodinamikora iritsi ez direnez, zirkuitu irekiko -tentsioa bere indar elektroeragilea (EMF) baino apur bat txikiagoa izan ohi dela. EMF formula termodinamikoetan oinarrituta kalkulatutako balio teorikoa da, zirkuitu irekiko -tentsioa, berriz, zuzeneko neurketa esperimentalaren bidez lortutako benetako balio bat da; biek balio oso hurbil dute. Zirkuitu irekiko-tentsioa zehaztasunez zehazteko, neurketa-tresnatik ez da korronterik igaro behar neurketa-prozesuan zehar; proba honetarako-erresistentzia handiko voltmetroa erabiltzen da.
Gainera, tentsio nominalaren kontzeptua ekoizpen-ikerketetan ere erabiltzen da. Tentsio nominala bateria baten tentsioaren hurbilketa egokia da, tentsio nominala izenez ere ezaguna, eta bateria mota identifikatzeko erabiltzen da. Adibidez, berunezko-zirkuitu irekiko bateria baten zirkuitu irekiko tentsioa 2,1 V-tik hurbil dago, eta bere tentsio nominala 2,0 V-tan ezartzen da; zink-manganeso bateria baten tentsio nominala 1,5V-koa da; eta kadmio-nikel bateria baten eta nikel-metal hidruro bateria baten tentsio nominala 1,2 V-koa da.
Barne erresistentzia
Bateriaren barne-erresistentzia, normalean barne-erresistentzia deritzona (Rbarnekoa), korrontea bateriatik igarotzean aurkitzen den erresistentziari egiten dio erreferentzia. Barne-erresistentzia honek bi zati ditu nagusiki: bata materialaren beraren propietateek eragindako barne-erresistentzia ohmikoa da; bestea, erreakzio elektrokimikoan elektrodoaren gainazalean polarizazio-fenomenoak sortutako polarizazio barne-erresistentzia gehigarria da.
Erresistentzia ohmikoa (R0) elektrolitoaren ezaugarriek, mintzaren propietateek eta elektrodo-materialek eragiten dute. Elektrolito-disoluzio baten erresistentzia ohmikoa oso lotuta dago bere konposizio espezifikoarekin, kontzentrazio-mailarekin eta giro-tenperaturarekin. Orokorrean, baterien elektrolito-kontzentrazioa eroankortasun handieneko tartean hautatzen da. Mintz-mikroporoek elektrolito-ioien migrazioari eragiten dioten erresistentziari mintz-erresistentzia deritzo, hau da, ioiek mintz-mikroporoetatik igarotzean aurkitzen duten erresistentziari. Mintzaren erresistentzia ohmikoa elektrolito mota, mintzaren materiala, porositatea eta poroen tortuositate-maila bezalako faktoreekin lotuta dago. Elektrodoen-fase solidoaren erresistentzia material aktiboaren partikulen erresistentzia bera, partikulen arteko kontaktu-erresistentzia, material aktiboaren eta marko eroalearen arteko kontaktu-erresistentzia eta marko eroalearen, barra eroaleen eta terminalen erresistentzien batura biltzen ditu. Isurtzean, material aktiboaren konposizioa eta morfologia alda daitezke, eta ondorioz, erresistentzian aldaketa nabarmenak izan daitezke. Solido-fasearen erresistentzia murrizteko, osagai eroaleak, hala nola azetileno beltza-grafitoa, maiz gehitzen zaizkio material aktiboari bere eroankortasuna areagotzeko. Bateria baten barne-erresistentzia ohmikoa bere tamaina, muntaia eta egitura bezalako faktoreekin ere lotuta dago. Zenbat eta trinkoagoa izan muntaia eta elektrodoen tartea txikiagoa izan, orduan eta txikiagoa izango da barne-erresistentzia ohmikoa.
Polarizazio-erresistentzia (R) elektrodo positiboetan eta negatiboetan erreakzio elektrokimikoetan zehar polarizazioaren ondorioz energia-iturri kimiko batean sortutako barne-erresistentziari dagokio. Polarizazio-erresistentziak polarizazio elektrokimikoak eta kontzentrazio-polarizazioak eragindako erresistentzien batura hartzen du barne. Bere magnitudeak material aktiboen, elektrodoen egituraren eta bateriaren fabrikazio-prozesuaren propietateek eragiten dute, eta batez ere bateriaren funtzionamendu-egoerarekin lotuta dago. Hori dela eta, polarizazio-erresistentzia horren arabera aldatzen da deskarga-moduaren eta deskarga-denboraren aldaketen arabera.
Funtzionamendu-tentsioa
Bateriaren funtzionamendu-tentsioa, karga-tentsioa edo deskarga-tentsioa izenez ere ezaguna, bateriaren borne positibo eta negatiboen arteko potentzial-diferentziari egiten zaio erreferentzia, korrontea kanpoko zirkuitu batetik igarotzen denean. Korrontea bateriatik igarotzen denean, polarizazio-erresistentziak eta erresistentzia ohmikoak eragindako erresistentzia gainditzeko, neurtutako benetako funtzionamendu-tentsioaren balioa beti-zirkuitu irekiko tentsioa baino txikiagoa da-kargarik gabeko baldintzetan.
(1.3) ekuazioan ikus daitekeenez, zenbat eta handiagoa izan bateriaren barne-erresistentzia, orduan eta txikiagoa izango da bateriaren funtzionamendu-tentsioa eta orduan eta txikiagoa izango da benetako energia irteera. Jakina, bateriaren barne-erresistentzia ahalik eta txikiena izan behar da.