Primarna stanica i sekundarna stanica
Baterija, ili serijsko-paralelna kombinacija elektrokemijskih ćelija, je uređaj za pohranjivanje energije koji je i danas još uvijek u upotrebi. Osnovna podjela baterija prema njihovoj uporabi odnosi se na njihovu sposobnost naplate.
Tako postoje primarne ćelije - koje se ne mogu puniti i sekundarne (punjive) ćelije.
Što je primarna ćelija?
Primarne stanice su one koje se ne mogu ponovno napuniti i treba ih odbaciti nakon isteka njihovog vijeka trajanja. Ako elektrolit nije u tekućem stanju, govorimo o suhim stanicama.
Primarne stanice obično imaju visoku gustoću energije, kapacitet, polako iscjedak, jednostavan za uporabu i ne pretjerano skup. Alkalne su vjerojatno najčešće korištene primarne baterije.
Obično imaju anodnu cinku, ugljični katod i elektrolit. Krivulja napona za pražnjenje alkalnih baterija je vrlo strma (gotovo linearna).
Kad baterija isprazni, njezin napon padne gotovo linearno. Takve stanice stoga nisu prikladne za digitalne fotoaparate jer zahtijevaju relativno visoki napon za njihov rad. Alkalna baterija se stoga pokazuje kao "prazna" nakon nekoliko sati korištenja, iako u stvarnosti to nije.
Većina primarnih stanica je udobna, uvijek dostupna i ekološki prihvatljiva. Također imaju iznimno veliku gustoću energije.
Samo posljednjih godina, punjiva ćelija dosegla je gustoću primarnih ćelija, ali konvencionalne alkalne baterije proizvode gotovo 50% više energije od usporedive Li-Ion sekundarne ćelije.
Ove stanice neprekidno napajaju i opskrbljuju sve vrste uređaja, od osnovnih, svih poznatih uređaja do specijaliziranih uređaja i aplikacija. Primarne stanice najčešće se koriste u ručnim satovima, daljinskim upravljačima, igračkama za djecu i zahtjevnom zabavnom elektronikom. Također se upotrebljavaju gdje god je napajanje nepraktično ili nemoguće, u slučaju vojnih i tehnika spašavanja, u kontrolnim stanicama koje se teško pristupa i slično.
Zbog niskih cijena, oni su posebno pogodni tamo gdje zahtjevi za napajanje nisu jako visoki, pri čemu uređaji ne zahtijevaju visoku razinu energije za njihov rad i trebaju samo konstantni napon.
Što je sekundarna ćelija?
S porastom prijenosnih uređaja poput prijenosnih računala, pametnih telefona ili MP3 playera, raste potražnja za dobrim baterije koje nećemo morati mijenjati svakih nekoliko dana. A ovdje dolazimo do potrebe za punjivim (sekundarnim) stanicama.
Princip njihova djelovanja je zapravo isti - električna energija nastaje kroz kemijsku reakciju koja uključuje anodu, katode i elektrolite, ali je razlika u kemijskom sastavu ćelija koje se nalaze u baterijama.
Ovdje imamo slučaj da je kemijska reakcija reverzibilna. Kada se baterija "troši" (ili kada negativno napunjeni ioni idu na pozitivnu stranu baterije), baterija se puni. Spajanjem sekundarne ćelije s vanjskim izvorom električne energije (npr. Električnom energijom) dolazi do suprotnog procesa - negativno nabijeni ioni se vraćaju na negativnu stranu baterije i mogu se ponovno upotrijebiti.
Najčešće korištene sekundarne baterije na tržištu su: litij-ionski (LiOn), nikal-metalni hidrid (NiMH) i nikal-kadmij (NiCd). Kada govorimo o sekundarnim akumulatorima, moramo reći da nisu svi jednaki. NiCd (niklom kadmij) bili su prve sekundarne baterije koje su se koristile posvuda u svijetu, ali imali su jedan mali problem - "efekt pamćenja".
Učinak pamćenja znači da ih morate napuniti i isprazniti svaki put, inače će brzo izgubiti kapacitet. To je dovelo do situacije u kojoj se ljudi prebacuju na nikal-metalni hidrid (NiMH). Imali su nešto veći kapacitet i nisu "trpjeli" od efekta pamćenja, ali im je životni vijek bio kratak - mogli biste ih ispuniti i isprazniti ih oko 100 puta.
I na kraju, danas se koriste najpopularnije LiOn baterije koje su se pokazale najboljom. Možda je njihov kapacitet nešto manji, ali tehnologija njihova izrade je jednostavnija od prethodno spomenutih, manja su, jednostavnija i imaju ciklus od 1000 punjenja i pražnjenja.
Razlika između primarne i sekundarne stanice
Primarne stanice najčešće su "suhe stanice" - s obzirom na tehnologiju njihova izrade. To je zato što nema tekućine u bateriji, ali stanice su pune paste koja dopušta kretanje iona, ali sprječava njihov prolijevanje. Sekundarne stanice koriste druge dvije vrste stanica - vlažne stanice (tekuće, potopljene stanice) i rastopljena sol (tekuće stanice s malo drugačijim sastavom).
Primarne stanice imaju visoku unutarnju otpornost, nepovratnu kemijsku reakciju, veći kapacitet, obično su manji i lakši, a sve jeftinije. Sekundarne stanice imaju niži unutarnji otpor, treba napuniti, imaju reverzibilne kemijske reakcije i složeniji su i skuplji.
Primarne stanice se koriste u uređajima kojima je potreban mali, ali konstantan strujni sat, igračke, sigurnosna oprema i tako dalje.Sekundarne stanice koriste se u prijenosnim uređajima - prijenosnicima, mobilnim telefonima, mp3 playerima, tabletima itd.
Primarna i sekundarna ćelija: Tablica usporedbe
Sažetak primarnih i sekundarnih stanica
- Primarne stanice su sposobne proizvoditi električnu struju u vrijeme geneze. One se nazivaju i jednokratne baterije, jer su namijenjene za jednokratnu uporabu i odbacivanje. To su najčešće korištene stanice u prijenosnim uređajima koji ne zahtijevaju visoki napon. U principu, primarne baterije ne mogu se pouzdano ispuniti jer kemijske reakcije nisu reverzibilne i materijali koji se koriste vjerojatno se neće vratiti u svoje primarno stanje.
- Sekundarne stanice moraju se napuniti prije uporabe. Zovu se i baterije s mogućnošću punjenja, koje se mogu napuniti dovođenjem električne struje koja poništava tijek kemijske reakcije tijekom uporabe baterije.
