Jeśli właśnie dowiedziałeś się o anodach i katodach, nie jesteś sam. Terminy te mają zwykle zastosowanie tylko w przypadku prac przy podgrzewaczach wody lub akumulatorach pojazdów. W tym artykule wyjaśniono różnicę prostym językiem. Omówimy, czym są anody i katody, jak są produkowane i jak działają.
Czym są anody i katody akumulatorów?
Anody i katody są podstawowymi elementami akumulatorów. Są to elektrody, na których zachodzą reakcje elektrochemiczne, umożliwiające akumulatorom magazynowanie i uwalnianie energii elektrycznej.
Katoda jest elektrodą dodatnią, w której zachodzi redukcja anoda jest elektrodą ujemną gdzie zachodzi utlenianie.
Podczas ładowania akumulatora elektrony przepływają od katody do anody, gromadząc energię do późniejszego wykorzystania.
Jakie materiały są stosowane w anodach i katodach?
Aktywne materiały katodowe (CAM) to zazwyczaj tlenki metali. W przypadku akumulatorów litowo-jonowych najpopularniejsze są fosforan litowo-żelazowy (LiFePO4 lub LFP) i tlenek litowo-niklowo-manganowo-kobaltowy (LiNiMnCoO2 lub NMC). Materiały te różnią się m.in gęstość energii, stabilność termiczna i opłacalność.
Materiały aktywne anodowe (AAM) są zazwyczaj na bazie węgla, np. grafitu, krzemu lub ich kombinacji. Grafit jest najpopularniejszy ze względu na wysoką przewodność, niski koszt i stabilną strukturę.
Jak wytwarzano anody i katody
Produkcja anod i katod akumulatorowych zwykle obejmuje kilka etapów.
Najpierw syntetyzuje się niezbędne materiały katodowe i anodowe w pożądane związki. Materiały te są następnie mielone na proszek i mieszane ze spoiwami i rozpuszczalnikami w celu utworzenia zawiesiny. Następnie zawiesiną powleka się folie metalowe, suszy i prasuje na walcach. Na koniec powleczone folie anodowe i katodowe są następnie przycinane na wymiar i łączone z innymi komponentami w celu zbudowania ogniwa akumulatorowego.
Jak działają anody i katody?
Anoda to metal utleniający w rozpuszczalniku elektrolitu, takim jak lit, który traci elektrony. Powoli ulega erozji, gdy elektrony przemieszczają się do katody przez przewodnik. Po wyczerpaniu się anody akumulator umiera.
Katoda odbiera elektrony z anody i obie są zanurzone w roztworze elektrolitu. Prąd przepływa przez przewodnik od minusa do plusa.
Jak odróżnić anodę od katody?
Większość baterii ma znak plus (+) i minus (-), wskazujący anodę i katodę. Znak minus oznacza anodę, czyli elektrodę ujemną, która traci elektrony. Znak plus odnosi się do katody, elektrody dodatniej, która zyskuje elektrony.
Wniosek
Jeśli posiadasz samochód, samochód kempingowy, łódź lub lubisz majsterkować, pomocne będzie zrozumienie anod i katod. Terminy te mogą nie pojawiać się w życiu codziennym, ale można je znaleźć w bateriach, podgrzewaczach wody i innych popularnych urządzeniach.
Powiązane artykuły:
