Als je net hebt geleerd over anodes en kathodes, ben je niet de enige. Deze termen zijn meestal alleen relevant bij werkzaamheden aan boilers of voertuigaccu's. In dit artikel wordt het verschil in gewone taal uitgelegd. We bespreken wat anodes en kathodes zijn, hoe ze worden vervaardigd en hoe ze werken.
Wat zijn batterijanodes en kathoden?
Anodes en kathodes zijn de essentiële componenten van batterijen. Het zijn de elektroden waar elektrochemische reacties plaatsvinden, waardoor batterijen elektrische energie kunnen opslaan en vrijgeven.
De kathode is de positieve elektrode waar reductie optreedt de anode is de negatieve elektrode waar oxidatie plaatsvindt.
Tijdens het opladen van de batterij stromen elektronen van de kathode naar de anode, waardoor energie wordt opgeslagen voor later gebruik.
Welke materialen worden gebruikt in anodes en kathoden?
Kathode-actieve materialen (CAM) zijn doorgaans metaaloxiden. Voor lithium-ionbatterijen zijn de meest populaire lithium-ijzerfosfaat (LiFePO4 of LFP) en lithium-nikkel-mangaan-kobaltoxide (LiNiMnCoO2 of NMC). Deze materialen variëren in energiedichtheid, thermische stabiliteit en kosteneffectiviteit.
Anode-actieve materialen (AAM) zijn over het algemeen op koolstof gebaseerd, zoals grafiet, silicium of een combinatie. Grafiet is de meest voorkomende vanwege zijn hoge geleidbaarheid, lage kosten en stabiele structuur.
Hoe anodes en kathoden worden vervaardigd
De productie van batterijanodes en kathodes omvat gewoonlijk verschillende stappen.
Eerst worden de noodzakelijke kathode- en anodematerialen gesynthetiseerd tot de gewenste verbindingen. Deze materialen worden vervolgens vermalen tot een poeder en gemengd met bindmiddelen en oplosmiddelen om een slurry te vormen. Vervolgens wordt de slurry op metaalfolie aangebracht, gedroogd en door middel van rollen samengeperst. Ten slotte worden de gecoate anode- en kathodefolies vervolgens op maat gesneden en gecombineerd met andere componenten om een batterijcel te bouwen.
Hoe werken anodes en kathoden?
Een anode is een oxiderend metaal in een elektrolytoplosmiddel, zoals lithium, dat elektronen verliest. Het erodeert langzaam terwijl elektronen via een geleider naar de kathode bewegen. Zodra de anode leeg is, sterft de batterij.
De kathode ontvangt elektronen van de anode en beide worden ondergedompeld in een elektrolytoplossing. Elektriciteit reist door de geleider van negatief naar positief.
Hoe kun je een anode en kathode uit elkaar houden?
De meeste batterijen hebben een plus (+) en min (-) teken dat de anode en kathode aangeeft. Het minteken verwijst naar de anode, de negatieve elektrode die elektronen verliest. Het plusteken verwijst naar de kathode, de positieve elektrode die elektronen opneemt.
Conclusie
Als u een auto, camper of boot bezit of graag sleutelt, is het handig om anodes en kathodes te begrijpen. Deze termen komen misschien niet voor in het dagelijks leven, maar ze zijn te vinden in uw batterijen, boiler en andere veelvoorkomende apparaten.
Gerelateerde artikelen:
