Unterschied zwischen Primärzelle und Sekundärzelle

Die Batterie oder seriell-parallele Kombination elektrochemischer Zellen ist ein Energiespeicher, der bis heute in großem Umfang verwendet wird. Die grundlegende Aufteilung der Batterien nach ihrer Verwendung bezieht sich auf ihre Fähigkeit, aufgeladen zu werden.

Es gibt also Primärzellen, die nicht aufgeladen werden können, und sekundäre (wiederaufladbare) Zellen.

Was ist Primärzelle??

Primärzellen sind solche Zellen, die nicht aufgeladen werden können und nach Ablauf ihrer Lebensdauer entsorgt werden müssen. Wenn der Elektrolyt nicht in flüssiger Form vorliegt, sprechen wir von Trockenzellen.

Primäre Zellen haben normalerweise eine hohe Energiedichte, Kapazität, sind langsam zu entladen, einfach zu bedienen und nicht übermäßig teuer. Alkali sind wahrscheinlich am häufigsten verwendete Primärbatterien.

Sie haben normalerweise Zinkanode, Kohlenstoffkathode und Elektrolyt. Die Spannungskurve für das Entladen von Alkalibatterien ist sehr steil (fast linear).

Wenn die Batterie leer ist, fällt ihre Spannung fast linear ab. Solche Zellen sind daher nicht für Digitalkameras geeignet, da sie für ihren Betrieb eine relativ hohe Spannung benötigen. Alkalibatterien werden daher nach einigen Stunden der Verwendung als "leer" angezeigt, obwohl dies in der Realität nicht der Fall ist.

Die meisten Primärzellen sind komfortabel, immer verfügbar und umweltfreundlich. Sie haben auch eine extrem hohe Energiedichte.

Erst in den letzten Jahren haben die wiederaufladbaren Zellen die Dichte von Primärzellen erreicht, herkömmliche Alkalibatterien erzeugen jedoch fast 50% mehr Energie als vergleichbare Li-Ion-Sekundärzellen.

Diese Zellen laden und versorgen kontinuierlich alle Arten von Geräten, angefangen bei allen bekannten Geräten bis hin zu spezialisierten Geräten und Anwendungen. Primärzellen werden am häufigsten in Armbanduhren, Fernbedienungen, Kinderspielzeug und nicht anspruchsvoller Unterhaltungselektronik verwendet. Sie werden auch überall dort eingesetzt, wo das Aufladen unpraktisch oder unmöglich ist, bei militärischen und Rettungstechniken, an schwer zugänglichen Kontrollstationen und dergleichen.

Aufgrund der niedrigen Preise sind sie besonders geeignet, wenn der Leistungsbedarf nicht sehr hoch ist, die Geräte für ihren Betrieb keine hohe Energie benötigen und nur eine konstante Spannung benötigen.

Was ist eine Sekundärzelle??

Mit dem Aufkommen tragbarer Geräte wie Laptops, Smartphones oder MP3-Playern steigt die Nachfrage nach guten Akkus, die wir nicht alle paar Tage wechseln müssen. Und hier kommen wir zum Bedarf an wiederaufladbaren (Sekundär-) Zellen.

Das Prinzip ihrer Arbeit ist eigentlich dasselbe: Elektrizität wird durch eine chemische Reaktion erzeugt, an der Anoden, Kathoden und Elektrolyte beteiligt sind. Der Unterschied besteht jedoch in der chemischen Zusammensetzung der in den Batterien enthaltenen Zellen.

Hier haben wir den Fall, dass die chemische Reaktion reversibel ist. Wenn der Akku „verbraucht“ (oder wenn die negativ geladenen Ionen zur positiven Seite des Akkus gelangen), wird der Akku aufgeladen. Durch Anschließen einer Sekundärzelle an eine externe Stromquelle (z. B. Elektrizität) erfolgt der umgekehrte Vorgang: Die negativ geladenen Ionen kehren zur negativen Seite der Batterie zurück und können wieder verwendet werden.

Die am häufigsten verwendeten Sekundärbatterien auf dem Markt sind: Lithium-Ionen (LiOn), Nickel-Metallhydrid (NiMH) und Nickel-Cadmium (NiCd). Wenn wir über Sekundärbatterien sprechen, müssen wir sagen, dass sie nicht alle gleich sind. NiCd (Nickel-Cadmium) waren die ersten Sekundärbatterien, die überall auf der Welt verwendet wurden, sie hatten jedoch ein kleines Problem - den "Memory-Effekt"..

Der Memory-Effekt bedeutet, dass Sie sie jedes Mal neu auffüllen und leeren müssen, andernfalls verlieren sie schnell ihre Kapazität. Dies hat zu einer Situation geführt, in der Menschen zu Nickel-Metallhydrid (NiMH) wechseln. Sie hatten eine etwas größere Kapazität und „litten“ nicht unter dem Erinnerungseffekt, aber ihre Lebensdauer war kurz - man konnte sie rund hundert Mal füllen und leeren.

Und schließlich werden heute die beliebtesten LiOn-Batterien verwendet, die sich als die beste Variante erwiesen haben. Vielleicht ist ihre Kapazität etwas kleiner, aber die Herstellungstechnologie ist einfacher als die zuvor genannten, sie sind kleiner, einfacher und haben einen Zyklus von 1000 Lade- und Entladezyklen.

Unterschied zwischen Primär- und Sekundärzellen

1. Design von Primär- und Sekundärzellen

Primärzellen sind meistens „Trockenzellen“ - was die Herstellungstechnologie angeht. Dies liegt daran, dass sich in der Batterie keine Flüssigkeit befindet, aber die Zellen sind voll mit Paste, die die Bewegung der Ionen ermöglicht, aber deren Verschütten verhindert. Sekundärzellen verwenden die beiden anderen Zelltypen - Nasszellen (Flüssigkeit, überflutete Zellen) und geschmolzenes Salz (Flüssigkeitszellen mit etwas anderer Zusammensetzung)..

2. Spezifikationen von Primär- und Sekundärzellen

Primärzellen haben einen hohen inneren Widerstand, eine irreversible chemische Reaktion, eine höhere Kapazität, sind typischerweise kleiner und leichter und insgesamt günstiger. Sekundärzellen haben einen geringeren inneren Widerstand, müssen aufgeladen werden, reagieren reversibel und sind komplexer und teurer.

3. Anwendung von Primär- und Sekundärzellen

Primärzellen werden in Geräten verwendet, die kleine, aber konstante Ströme benötigen - Uhren, Spielzeug, Sicherheitsausrüstung usw. Sekundärzellen werden in tragbaren Geräten verwendet - Laptops, Mobiltelefone, MP3 - Player, Tablets usw.

Primärzelle vs. Sekundärzelle: Vergleichstabelle

Zusammenfassung der Primär- und Sekundärzellen

• Primärzellen können zum Zeitpunkt der Genese elektrischen Strom erzeugen. Sie werden auch als Einwegbatterien bezeichnet, da sie zum einmaligen Gebrauch und zum Entsorgen bestimmt sind. Dies sind die am häufigsten verwendeten Zellen in tragbaren Geräten, die keine Hochspannung benötigen. Grundsätzlich können Primärbatterien nicht mehrmals zuverlässig gefüllt werden, da chemische Reaktionen nicht reversibel sind und die verwendeten Materialien unwahrscheinlich in ihren Primärzustand zurückkehren.
• Sekundärzellen müssen vor der Verwendung aufgeladen werden. Sie werden auch als wiederaufladbare Batterien bezeichnet. Sie können durch Aufladen eines elektrischen Stroms wieder aufgeladen werden, wodurch der Verlauf der chemischen Reaktion während der Verwendung der Batterie umgekehrt wird.