Baterija je naprava, ki s kemičnimi reakcijami ustvarja električno energijo. Obstajata dve vrsti baterij: mokre celice in suhe celice. Baterija z mokrimi celicami deluje s pomočjo raztopine tekočega elektrolita, medtem ko je v suhi bateriji raztopina v obliki paste. Nekatere mokre celice je mogoče napolniti, druge pa so dobre le za krajši čas. Sčasoma pa vse takšne baterije postanejo neuporabne in jih je treba zamenjati.
Različni tipi
Obstaja več različnih vrst baterij z mokrimi celicami, ki so kategorizirane kot »primarne« ali »sekundarne«. Primarna baterija se lahko uporablja le, dokler se njene kemikalije ne izpraznijo in ne morejo več reagirati med seboj. V nasprotju s tem je mogoče sekundarno baterijo napolniti z učinkovitim obratom notranjega kemičnega procesa, ki se uporablja za ustvarjanje polnjenja.
Sestava nekaterih baterij
Večina avtomobilov uporablja baterijo z mokrimi celicami. Svinčeva baterija, ki jo pogosto najdemo v takih vozilih, je sekundarna baterija, ki vsebuje svinec, svinčev oksid, plošče in raztopino tekočega elektrolita, ki vsebuje 65 % vode in 35 % žveplove kisline. Nekatere plošče so anode, pritrjene na negativni terminal, druge pa katode, pritrjene na pozitivni terminal.
Kako deluje
Ko je obremenitev pritrjena na sponke baterije z mokrimi celicami, pride do kemične reakcije med svincem, svinčevim oksidom in raztopino elektrolita. Kot rezultat reakcije električna energija teče skozi sponke do bremena, žveplova kislina pa se odstrani iz raztopine in veže na plošče. Ko se baterija napolni s prehajanjem obrnjenega toka skozi njo, se vezi med ploščami in žveplovo kislino prekinejo in žveplova kislina se vrne v tekočo raztopino in ji omogoči več električne energije.
Dolgotrajna uporaba in zamenjava
Po daljši uporabi baterija z mokrimi celicami ne more več zagotoviti zadostne električne energije za obremenitev, ki je nanjo pritrjena. To se zgodi, ker se material v pozitivnih ploščah sčasoma lušči med normalnim raztezanjem in krčenjem ciklov praznjenja in polnjenja. Ko se material lušči, plošče postanejo manjše in kosmiči tvorijo usedlino na dnu baterije, ki sčasoma povzroči kratkotrajnost plošč in popolnoma uniči baterijo.
Baterija z mokrimi celicami v vročem podnebju pogosto hitreje umre, ker toplota povzroči, da se plošče kopičijo ali izgubijo material, in tudi zato, ker voda izhlapi iz raztopine elektrolita. Poleg tega lahko dolgotrajna uporaba baterije, pretirane vibracije in prekomerno polnjenje povzročijo, da se baterija hitreje izprazni. Ko je ta točka dosežena, ga ni več mogoče napolniti in ga je treba zamenjati.
Zgodovina mokrih celic
Baterije se uporabljajo že več kot stoletje, arheološki dokazi pa kažejo, da so bile galvanske celice morda uporabljene pred 2,000 leti. Baterija z mokrimi celicami je bila ena prvih sodobnih vrst baterij, ki so jih razvili. John Frederic Daniell je leta 1836 ustvaril prvo baterijo z mokrimi celicami, ki je bila boljša od prejšnjih različic, ker je bila varnejša in zanesljivejša, čeprav je ni bilo mogoče premikati in je bila precej krhka. Od takrat je vrsta izboljšav ustvarila tiste baterije, ki se danes običajno uporabljajo.