Se hai appena imparato a conoscere anodi e catodi, non sei solo. Questi termini sono generalmente rilevanti solo quando si lavora su scaldabagni o batterie di veicoli. Questo articolo spiega la differenza in un linguaggio semplice. Discuteremo cosa sono gli anodi e i catodi, come vengono prodotti e come funzionano.
Cosa sono gli anodi e i catodi delle batterie?
Anodi e catodi sono i componenti essenziali delle batterie. Sono gli elettrodi in cui si verificano le reazioni elettrochimiche, consentendo alle batterie di immagazzinare e rilasciare energia elettrica.
Il catodo è l'elettrodo positivo dove avviene la riduzione, mentre l'anodo è l'elettrodo negativo dove avviene l'ossidazione.
Durante la carica della batteria, gli elettroni fluiscono dal catodo all'anodo, immagazzinando energia per un uso successivo.
Quali materiali vengono utilizzati negli anodi e nei catodi?
I materiali catodici attivi (CAM) sono tipicamente ossidi metallici. Per le batterie agli ioni di litio, le più popolari sono litio ferro fosfato (LiFePO4 o LFP) e litio nichel manganese cobalto ossido (LiNiMnCoO2 o NMC). Questi materiali variano in densità di energia, stabilità termica ed efficienza dei costi.
I materiali anodici attivi (AAM) sono generalmente a base di carbonio, come grafite, silicio o una combinazione. La grafite è la più comune grazie alla sua elevata conduttività, basso costo e struttura stabile.
Come vengono prodotti gli anodi e i catodi
La produzione degli anodi e dei catodi delle batterie solitamente comporta diverse fasi.
Innanzitutto, i materiali catodici e anodici necessari vengono sintetizzati nei composti desiderati. Questi materiali vengono poi macinati in polvere e mescolati con leganti e solventi per formare un impasto liquido. Quindi l'impasto viene rivestito su fogli metallici, essiccato e compresso tramite rulli. Infine, le lamine rivestite dell’anodo e del catodo vengono poi tagliate su misura e combinate con altri componenti per costruire una cella della batteria.
Come funzionano gli anodi e i catodi?
Un anodo è un metallo ossidante in un solvente elettrolitico, come il litio, che perde elettroni. Si erode lentamente mentre gli elettroni si spostano verso il catodo attraverso un conduttore. Una volta esaurito l'anodo, la batteria si scarica.
Il catodo riceve elettroni dall'anodo ed entrambi sono immersi in una soluzione elettrolitica. L'elettricità viaggia attraverso il conduttore dal negativo al positivo.
Come si distingue un anodo da un catodo?
La maggior parte delle batterie ha un segno più (+) e meno (-) che indica l'anodo e il catodo. Il segno meno si riferisce all'anodo, che è l'elettrodo negativo che perde elettroni. Il segno più si riferisce al catodo, l'elettrodo positivo che acquista elettroni.
Conclusione
Se possiedi un'auto, un camper, una barca o ti piace armeggiare, è utile comprendere anodi e catodi. Questi termini potrebbero non essere presenti nella vita di tutti i giorni, ma si trovano nelle batterie, nello scaldabagno e in altri dispositivi comuni.
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