Как работают батареи: объясняем простыми словами

Батарея сохраняет химическую энергию и выделяет электрическую. Но как именно всё это работает? Разбираемся в статье.

Как работают батареи: объясняем простыми словами

Как устроена батарея

Для лучшего понимания того, как работает батарейка, давайте разберемся, как она устроена. Наиболее распространенным типом является так называемая щелочно-марганцевая батарея, про структуру и функцию которой мы поговорим в этой статье.

  • Батарея состоит из одного или нескольких гальванических элементов, то есть ячеек, которые могут хранить химическую энергию и выделять электрическую.
  • Аккумулятор имеет металлический корпус, который работает как положительный полюс. Снизу корпус изначально открыт.
  • По краям батарейки находится марганец, который представляет собой положительный электрод, также называемый катодом. 
  • Отрицательный электрод, анод, сделанный из цинка, отделен от катода сепаратором, например, из бумагоподобного материала.
  • Обе области, катод и анод, пропитаны раствором едкого калия. Он образует электролит, который улучшает проводимость материалов.
  • В цинковой массе в центре аккумулятора находится металлический стержень, который создает контакт с металлической пластиной внизу. В итоге металлическая пластина образует отрицательный полюс и закрывает батарейку снизу. Она отделена изолирующим материалом от положительного полюса и катода.

Функция батареи

Когда батарейку вставляют в устройство, создается электрическая цепь. Когда в цепь, например, подключают лампочку, электроны проходят от отрицательного полюса через нить накаливания к положительному полюсу. Но почему это происходит?

  • Цинк — это металл, который химики называют неблагородным. Он имеет тенденцию выделять электроны.
  • Марганец, с другой стороны, — благородный металл, он принимает электроны.
  • Теперь, когда обе области, катод и анод, соединены друг с другом, цинк, пропитанный раствором едкого калия, отдает электроны марганцу через проводник.
  • Электроны в цинковой массе образуются в результате реакции цинка с раствором едкого калия, результатом которой будут гидроксид цинка и два электрона.
  • После этого гидроксид цинка продолжает окисляться до оксида цинка и воды.
  • Батарея разрядится, когда весь цинк с раствором едкого калия окислится до оксида цинка и воды и отдаст все свободные электроны.

Читайте также: