หากคุณเพิ่งเรียนรู้เกี่ยวกับแอโนดและแคโทด คุณไม่ได้อยู่คนเดียว โดยทั่วไปข้อกำหนดเหล่านี้จะเกี่ยวข้องเมื่อทำงานกับเครื่องทำน้ำอุ่นหรือแบตเตอรี่รถยนต์เท่านั้น บทความนี้จะอธิบายความแตกต่างในภาษาธรรมดา เราจะพูดถึงว่าแอโนดและแคโทดคืออะไร ผลิตอย่างไร และทำงานอย่างไร
แอโนดและแคโทดของแบตเตอรี่คืออะไร?
แอโนดและแคโทดเป็นส่วนประกอบสำคัญของแบตเตอรี่ เป็นอิเล็กโทรดที่เกิดปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า ทำให้แบตเตอรี่สามารถจัดเก็บและปล่อยพลังงานไฟฟ้าได้
แคโทดเป็นขั้วบวกที่มีการลดลงในขณะที่ ขั้วบวกเป็นขั้วลบ ที่เกิดออกซิเดชัน
ในระหว่างการชาร์จแบตเตอรี่ อิเล็กตรอนจะไหลจากแคโทดไปยังขั้วบวก เพื่อกักเก็บพลังงานไว้ใช้ในภายหลัง
วัสดุใดบ้างที่ใช้ในแอโนดและแคโทด?
วัสดุออกฤทธิ์แคโทด (CAM) มักเป็นโลหะออกไซด์ สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน แบตเตอรี่ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ ลิเธียมเหล็กฟอสเฟต (LiFePO4 หรือ LFP) และโคบอลต์ออกไซด์ลิเธียมนิกเกิลแมงกานีส (LiNiMnCoO2 หรือ NMC) วัสดุเหล่านี้แตกต่างกันไปใน ความหนาแน่นของพลังงานเสถียรภาพทางความร้อนและความคุ้มค่า
วัสดุแอคทีฟแอโนด (AAM) โดยทั่วไปจะมีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบหลัก เช่น กราไฟท์ ซิลิคอน หรือสารผสม กราไฟท์เป็นสารที่พบได้บ่อยที่สุดเนื่องจากมีการนำไฟฟ้าสูง ต้นทุนต่ำ และโครงสร้างที่มั่นคง
วิธีการผลิตแอโนดและแคโทด
การผลิตแอโนดและแคโทดของแบตเตอรี่มักเกี่ยวข้องกับหลายขั้นตอน
ขั้นแรก วัสดุแคโทดและแอโนดที่จำเป็นจะถูกสังเคราะห์เป็นสารประกอบที่ต้องการ จากนั้นวัสดุเหล่านี้จะถูกบดให้เป็นผงและผสมกับสารยึดเกาะและตัวทำละลายเพื่อสร้างเป็นสารละลาย จากนั้นสารละลายจะถูกเคลือบบนฟอยล์โลหะ ตากให้แห้ง และอัดผ่านลูกกลิ้ง ในที่สุด ฟอยล์แอโนดและแคโทดที่เคลือบจะถูกตัดให้ได้ขนาดและรวมกับส่วนประกอบอื่นๆ เพื่อสร้างเซลล์แบตเตอรี่
แอโนดและแคโทดทำงานอย่างไร?
แอโนดเป็นโลหะออกซิไดซ์ในตัวทำละลายอิเล็กโทรไลต์ เช่น ลิเธียม ซึ่งจะสูญเสียอิเล็กตรอน มันจะค่อยๆ กัดกร่อนเมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ผ่านตัวนำไปที่แคโทด เมื่อขั้วบวกหมด แบตเตอรี่ก็จะหมด
แคโทดรับอิเล็กตรอนจากขั้วบวก และทั้งสองจะจมอยู่ในสารละลายอิเล็กโทรไลต์ กระแสไฟฟ้าเดินทางผ่านตัวนำจากลบไปบวก
คุณจะบอกขั้วบวกและแคโทดได้อย่างไร?
แบตเตอรี่ส่วนใหญ่มีเครื่องหมายบวก (+) และลบ (-) ระบุขั้วบวกและแคโทด เครื่องหมายลบหมายถึงขั้วบวกซึ่งเป็นขั้วลบที่สูญเสียอิเล็กตรอน เครื่องหมายบวกหมายถึงแคโทดซึ่งเป็นขั้วบวกที่รับอิเล็กตรอน
บทสรุป
หากคุณเป็นเจ้าของรถยนต์ รถบ้าน เรือ หรือชอบซ่อมแซม การทำความเข้าใจแอโนดและแคโทดจะเป็นประโยชน์ ข้อกำหนดเหล่านี้อาจไม่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวัน แต่จะพบได้ในแบตเตอรี่ เครื่องทำน้ำอุ่น และอุปกรณ์ทั่วไปอื่นๆ
บทความที่เกี่ยวข้อง:
