La configuration de base + – électrolyte. Batteries modernes et autres. Comment fonctionnent-ils exactement?
Commentaires
- Votre question est assez large. Pourriez-vous le réduire à un seul type de batterie?
- Duracell ou électrificateur de votre choix, dites-moi simplement lequel dans une réponse
- Une question et une réponse connexes ici sur Physics.SE.
Réponse
Une pile alcaline (ou cellule alcaline au manganèse plus précise) consiste en une anode en zinc, une cathode $ \ gamma \! – \! \ ce {MnO2} $ et un électrolyte $ \ ce {KOH} $ (sous forme de pâte). Le zinc est lélectrode négative et $ \ ce {MnO2} $ lélectrode positive.
Lors de la décharge de la batterie, le zinc à lanode soxyde et se dissout dans lélectrolyte sous forme dhydroxozincate. Lorsque lélectrolyte est saturé de zincate, loxyde de zinc commence à précipiter. Avec une décharge continue et une diminution de la concentration de $ \ ce {OH -} $, il se forme de lhydroxyde de zinc qui peut se déshydrater lentement en oxyde de zinc.
\ begin {aligné} \ ce {Zn + 4OH- & – > ~ [Zn (OH) 4] ^ {2-} + 2e- \\ [Zn (OH) 4] ^ {2 -} & – > ~ ZnO + 2OH- + H2O \\ Zn + 2OH- & – > ~ Zn (OH) 2 + 2e- \\ Zn (OH) 2 & – > ~ ZnO + H2O \\} \ end {aligné}
A la cathode, $ \ ce {MnO2} $ est à son tour réduit, dabord à $ \ ce {MnO (OH )} $. Lorsque la batterie se décharge lentement, celle-ci peut être réduite à lhydroxyde de manganèse (II).
\ begin {aligné} \ ce {MnO2 + H2O + e- & – > ~ MnO (OH) + OH- \\ MnO (OH) + H2O + e- & – > ~ Mn (OH) 2 + OH- \\} \ end {aligné}
La réaction globale, en ne considérant que la première étape de réduction à la cathode, est:
$$ \ ce {Zn + 2MnO2 + 2H2O + 2OH- – > ~ [Zn (OH) 4] ^ {2-} + 2MnO (OH )} $$
Lors du rejet, le zinc soxyde de manière irréversible et de leau est consommée. En conséquence, la batterie est « morte » lorsque lélectrolyte est séché et / ou que tout le zinc sest dissous.
Answer
La chimie des piles alcalines impliquent loxydation du zinc et la réduction du dioxyde de manganèse. La description dune cellule peut être trouvée ici .