إذا كنت قد تعلمت للتو عن الأنودات والكاثودات، فأنت لست وحدك. عادةً ما تكون هذه المصطلحات ذات صلة فقط عند العمل على سخانات المياه أو بطاريات المركبات. تشرح هذه المقالة الفرق في اللغة البسيطة. سنناقش ماهية الأنودات والكاثودات، وكيفية تصنيعها، وكيفية عملها.
ما هي الأنودات والكاثودات البطارية؟
الأنودات والكاثودات هي المكونات الأساسية للبطاريات. وهي الأقطاب الكهربائية التي تحدث فيها التفاعلات الكهروكيميائية، مما يتيح للبطاريات تخزين وإطلاق الطاقة الكهربائية.
الكاثود هو القطب الموجب حيث يحدث الاختزال، بينما الأنود هو القطب السالب حيث تتم الأكسدة.
أثناء شحن البطارية، تتدفق الإلكترونات من الكاثود إلى القطب الموجب، لتخزين الطاقة لاستخدامها لاحقًا.
ما هي المواد المستخدمة في الأنودات والكاثودات؟
المواد النشطة الكاثودية (CAM) هي عادة أكاسيد معدنية. بالنسبة لبطاريات أيون الليثيوم، الأكثر شيوعًا هي فوسفات حديد الليثيوم (LiFePO4 أو LFP) وأكسيد الكوبالت والمنغنيز والنيكل الليثيوم (LiNiMnCoO2 أو NMC). وتختلف هذه المواد في كثافة الطاقةوالاستقرار الحراري والفعالية من حيث التكلفة.
تعتمد المواد النشطة للأنود (AAM) عمومًا على الكربون، مثل الجرافيت أو السيليكون أو مزيج منهما. الجرافيت هو الأكثر شيوعًا بسبب موصليته العالية وتكلفته المنخفضة وبنيته المستقرة.
كيف يتم تصنيع الأنودات والكاثودات
عادة ما يتضمن تصنيع أنودات البطارية والكاثودات عدة خطوات.
أولاً، يتم تصنيع مواد الكاثود والأنود الضرورية إلى مركبات مرغوبة. يتم بعد ذلك طحن هذه المواد وتحويلها إلى مسحوق وخلطها بالمواد الرابطة والمذيبات لتكوين ملاط. ثم يتم تغليف الملاط على رقائق معدنية، وتجفيفه، وضغطه من خلال بكرات. وأخيرًا، يتم بعد ذلك تقطيع رقائق الأنود والكاثود المطلية حسب الحجم ودمجها مع مكونات أخرى لبناء خلية بطارية.
كيف تعمل الأنودات والكاثودات؟
الأنود هو معدن مؤكسد في مذيب إلكتروليت، مثل الليثيوم، والذي يفقد الإلكترونات. يتآكل ببطء عندما تنتقل الإلكترونات إلى الكاثود من خلال موصل. بمجرد استنفاد الأنود، تموت البطارية.
يستقبل الكاثود الإلكترونات من الأنود، ويتم غمرهما في محلول إلكتروليت. تنتقل الكهرباء عبر الموصل من السالب إلى الموجب.
كيف يمكنك معرفة الأنود والكاثود وبصرف النظر؟
تحتوي معظم البطاريات على علامة زائد (+) وعلامة ناقص (-) تشير إلى القطب الموجب والكاثود. تشير علامة الطرح إلى القطب الموجب، وهو القطب السالب الذي يفقد الإلكترونات. وتشير علامة الزائد إلى الكاثود، وهو القطب الموجب الذي يكتسب الإلكترونات.
خاتمة
إذا كنت تمتلك سيارة، أو عربة سكن متنقلة، أو قاربًا، أو ترغب في العبث، فمن المفيد أن تفهم الأنودات والكاثودات. قد لا تظهر هذه المصطلحات في الحياة اليومية، ولكنها موجودة في البطاريات وسخانات المياه والأجهزة الشائعة الأخرى.
مقالات ذات صلة:
