Galvanski cleni

6 Uporaba galvanskih členov
6.1 Baterije
Različnih tipov baterij je preveč, da bi lahko vse opisal v seminarju, zato bom
opisal samo dva pogosto uporabljena tipa baterij: alkalna baterija, ki se na sploˇsno
uporablja v gospodinjskih aparatih ( npr.: igrače, stenske ure, svetilke... ) in litijionsko
baterijo, ki se uporablja v mobilnih telefonih in prenosnih računalnikih.
6.1.1 Alkalna baterija
Alkalne baterije dajejo napetost pribliˇzno 1,5V, tako napetost dajeta ˇse Lechlanchéjev
in cink-grafitni člen, vendar ima alkalna baterija daljˇso ˇzivljensko dobo in ima večjo
energijsko gostoto na enoto mase, zato se uporablja pogosteje kot ostali dve. Ime
alkalna je dobila zaradi vsebnosti alkalnega KOH kot elektrolit.
Katodo sestavlja manganov dioksid pomeˇsan z grafitom zaradi boljˇse prevodnosti,
anoda pa je iz upraˇsenega cinka. Oba polčlena sta ločena s pregrado, ponavadi
s papirjem prepojenim v alkalni raztopini elektrolita. Med praznjenjem baterije se
manganov dioksid MnO2 reducira do manganovega 3 oksida Mn2O3, cink pa se
oksidira do Zn 2+ ionov, ki potem s hidroksidnimi ioni iz elektrolita tvorijo cinkov
oksid ZnO2. Ker je cinkov oksid, ki pri tem nastaja, slabˇse prevoden od cinka, se
povečuje notranja upornost baterije, zato s časom napetost baterije pada, dokler
se ves cink ne porabi in tok preneha teči. Večina alkalnih baterij se ne da ponovno
napolniti, predvsem zato, ker pri polnjenju izteka jedek kalijev hidroksid.
Katodna reakcija:
Anodna reakcija:
2MnO2(s) + H2O(l) + 2e − Mn2O3(s) + 2OH − (aq)
6.1.2 Litij-ionske baterije
Zn(s) + 2OH − (aq) → ZnO(s) + H2O(l) + 2e −
Posebnost teh baterij je litijev ion, katerega deleˇz v anodnem materialu se med
praznjenjem baterije zmanjˇsuje in povečuje v katodnem materialu, zato se imenujejo
baterije litij-ionske. Potek reakcij bo bolj jasen, če jih zapiˇsem na primeru:
Katodna reakcija:
Anodna reakcija:
xLi + + xe − + 6C → LixC6
LiCoO2 → Li1−xCoO2 + xLi + + xe −
16