Các cách làm pin điện hóa – Nguyên lý và chế tạo pin chanh (Pin Volta)

Các cách làm pin điện hóa – nguyên lý và chế tạo pin chanh (Pin Volta) như thế nào? Đừng bỏ qua bài viết này của mindovermetal nhé!

Cách làm pin điện hoá

Pin điện hóa chuyển hóa năng (năng lượng phản ứng hóa học) thành điện năng. Để thực hiện cách làm pin điện hóa vô cùng đơn giản. Chỉ cần một quả chanh và hai miếng kim loại (một cực bằng đồng, cực còn lại bằng kẽm). Bên trong quả chanh có một dung dịch Axit sunfuric loãng H2SO4 có thể tác dụng lên các cực kim loại hình thành nên các hạt tải điện tự do. Thử với một đồng hồ vạn năng sẽ có một suất điện động giữa hai cực kim loại, nếu đấu ngược cực đồng hồ sẽ chỉ số âm. Khi đó bạn có một viên pin điện hóa.

Giải thích sự tạo thành dòng điện trong viên pin chanh (Lemon Battery) trên: Do tác dụng hóa học các ion kẽm Zn2+”>2+2+ từ thanh kẽm sẽ đi vào dung dịch axit sunfuric loãng=> thanh kẽm thừa electron nên tích điện âm (cực âm)Mặt khác các ion H+”>++ có trong dung dịch tới bám vào cực đồng thu lấy các electron có trong thanh đồng => thanh đồng mất electron nên tích điện dương (cực dương).

Khi nối hai cực của pin với mạch ngoài (máy đo). Do chênh lệch điện thế giữa cực âm Zn và cực dương Cu sẽ có một dòng các electron tự do di dời từ cực âm Zn (thừa e) qua cực dương Cu (thiếu e). Tạo ra dòng điện giữa hai cực của viên pin chanh. Dưới công dụng của phản ứng hóa học dung dịch axit loãng trong quả chanh sẽ bứt các ion Zn2 + ” > 2 + 2 + ra khỏi thanh kẽm đồng thời các ion dương H + ” > + + từ trong dung dịch thu lấy electron từ thanh đồng nhờ đó mà dòng điện trong mạch kín được duy trì cho đến khi các phản ứng hóa học ngừng xảy ra. Suất điện động của một viên pin điện hóa tùy thuộc vào chất hóa học ở bên trong viên pin điện hóa thường thì là 1,5 V ; 6V ; 9V … hoàn toàn có thể ghép nối tiếp nhiều viên pin để thu được nguồn điện có suất điện động tương thích. Dựa trên nguyên tắc cơ bản trên, sau rất nhiều nâng cấp cải tiến tất cả chúng ta có được môn viên pin điện hóa có hình dạng cấu trúc như thời nay

Các loại pin điện hoá

Pin điện hóa Zinc carbon

Đây là loại Pin điện hóa đã có từ rất lâu. Pin carbon kẽm có giá rất rẻ. Đây là lựa chọn tốt cho các thiết bị tiêu thụ ít điện năng (tinh chỉnh và điều khiển tivi, đồng hồ đeo tay treo tường, đèn pin, đồ chơi…).

Điện trở trong của các loại pin điện hóa này lớn không nên sử dụng cho các thiết bị như máy ảnh. Nên kiểm tra và thay pin định kỳ. Không nên để pin bị chảy nước có thể gây gỉ sét, chập mạch cho chính thiết bị dùng pin.

Pin điện hóa Alkaline (Pin kiềm)

Đây là loại pin dùng một lần thông dụng nhất lúc bấy giờ bởi giá tiền thấp mà dụng lượng đủ cao. Pin kiềm có đủ loại hình dáng, từ loại thông dụng AA (ta quen gọi là pin tiểu ) đến AAA (pin đũa, pin mini) hoặc C (pin trung), D ( pin đại).

Pin AA / AAA thường có dung tích 2.700 – 3.000 mAh và có hiệu điện thế khoảng chừng 1,5 V. Dung lượng từ 3.000 mAh trở lên thường thấy ở những pin hạng sang từ những hãng tên tuổi như Duracell, Panasonic hoặc Energizer với đủ những khẩu hiệu như “ ultra power ” hay “ xtra power ”. Tuy nhiên qua các kiểm tra về pin, về mặt dung tích mà nói, kể cả những pin của các hãng đắt tiền lẫn những pin của các hãng rẻ tiền hơn đều cho hiệu suất sử dụng nói chung không chênh lệch nhau nhiều.

Pin điện hóa Niken Cadimi (Ni-Cd)

Pin điện hóa này có số lần sạc lại nhiều nhất, lên tới 1000 lần. Tuy nhiên bạn phải cẩn trọng khi sử dụng vì pin Ni-Cd rất độc. Một trong số các yếu điểm của pin Ni-Cd là điện thế giảm bất thần ở cuối chu kỳ luân hồi xả. Sự giảm bất thần này không nhanh bằng pin Ni-MH nhưng thấy rõ so với pin Alkaline. Để tránh “ pin trai bất ngờ đột ngột ” bạn nên có pin dự trữ khi đi xa hay làm những việc quan trọng. Một đặc thù Ni-Cd là hiệu ứng nhớ (memory effect). Đây là hiện tượng kỳ lạ suy giảm tuổi thọ nhanh gọn nếu không sử dụng pin đúng cách. Hiện tượng này được lý giải như sau: khi bạn sạc pin Ni-cd với dòng sạc nhỏ hoặc dùng pin không kiệt đã sạc lại thì 1 số ít hợp chất hoá học sẽ tích tụ ở cực âm của pin. Nếu bạn liên tục sạc kiểu này, các hợp chất tích tụ ngày càng nhiều thêm và làm giảm năng lực tích góp nguồn năng lượng. Cách tốt nhất để tránh hiện tượng kỳ lạ này là dùng pin cho đến hết hay xả trước khi sạc. Các bộ sạc pin Ni-Cd tốt thường có nút bấm để xả pin rồi tự động hóa sạc khi điện áp tụt đến mức thấp nhất .

Pin điện hóa Ni-MH (Nickel Metal Hidride) Pin Ni-MH dạng “AA” có thể dùng với hầu như tất cả các thiết bị đang dùng pin Alkaline và Ni-Cd. Pin Ni-MH có khả năng lưu trữ năng lượng tốt và nội trở nhỏ. Đây là lựa chọn phổ biến vì pin Ni-MH có hiệu ứng nhớ ít hơn Ni-Cd và dung lượng pin cao hơn hai lần pin Ni-Cd.

Pin điện hóa silver oxide (oxit bạc)

Pin silver có độc tính cao không thông dụng do giá rất đắt. Bạn có thể thấy loại pin này trong một số loại đồng hồ, máy trợ thính. Và các máy ảnh tiêu thụ ít năng lượng. Ngoài ra, do Pin khi hết không chảy nước nên rất được ưa chuộng khi gắn trực tiếp lên bo mạch như Pin CMOS trong máy vi tính.

Pin điện hóa Lithium-lon (Li-lon) Pin Lithium-Ion được đánh giá là loại pin tốt với nhiều tính năng ưu việt như mật độ năng lượng cao. Thời gian sử dụng lâu, suy hao năng lượng thấp và đặc biệt loại bỏ hẳn tình trạng nhớ. Đây cũng là dòng pin thân thiện môi trường, không có các các yếu tố kim loại độc hại trong vấn đề xử lý thải. Nguyên tắc hoạt động giải trí của pin điện hóa Lithium Ion. Ngày nay pin Lithium Ion được sử dụng thoáng đãng trong hầu hết các thiết bị điện tử. Loại pin này là sự phối hợp của cực âm (cathode, làm từ lithium) và điện cực dương (anode làm từ carbon). Khi bạn sạc pin, nguồn điện sẽ đẩy lùi ion từ cathode sang anode và tàng trữ tại đây.

Tại sao pin điện hóa Lithium Ion lại bị hỏng? Cách khắc phục?

Pin đã mở màn quy trình hỏng của mình ngay từ khoảng thời gian ngắn tiên phong nó rời khỏi nhà máy sản xuất. Đây là một chân lý mà bạn phải hiểu và không hề làm cách nào để khắc phục điều đó. Xin hãy chú ý quan tâm rằng ngay cả khi bạn ít sử dụng, chỉ sạc vài lần trong năm thì cũng không có cách nào cứu được những viên pin Lithium Ion này đâu. Nếu bạn sử dụng pin liên tục ( dùng không cẩn trọng, sạc ẩu ) thì hoàn toàn có thể những viên pin này không sống được đến 2 năm tuổi ( pin mất từ 1/3 dung tích trở lên sẽ được coi là pin chai ). Không một phản ứng hóa học nào là tuyệt vời và hoàn hảo nhất, nó sẽ gây ra hiện tượng kỳ lạ mất nguồn năng lượng, từ đó dẫn đến các hệ quả không mong ước. Nguyên lý hoạt động giải trí của pin vốn dựa trên các phản ứng hóa học tất yếu cũng không là ngoại lệ.

Pin điện hóa Lithium-Polymer (Li-Po)

Pin Li-Po không sử dụng chất điện phân dạng lỏng mà thay vào đó nó sử dụng chất điện phân dạng polymer khô. Tương tự như một miếng phim nhựa mỏng. Miếng phim này được kẹp (thực sự là ghép lá) giữa cực dương và cực âm của pin cho phép trao đổi ion – do đó có tên là lithium polymer. Đây là thế hệ pin tốt nhất hiện nay đang được sử dụng nhiều trong các thiết bị smartphone, máy tính bảng… Do những ưu điểm sau đây:

Có thể chế tạo pin ở mọi kích thước khác nhau phù hợp cho các thiết bị điện tử dùng pin. Pin Li-Po có dòng xả cao, dung lượng lớn. Có thể sản xuất pin ở mọi kích cỡ khác nhau tương thích cho các thiết bị điện tử dùng pin. Pin Li-Po có dòng xả cao. Dung tích lớn pin điện hóa Li-Po bảo đảm an toàn khó hoàn toàn có thể gây hiện tượng kỳ lạ cháy nổ, nhưng một khi đã cháy thì cháy rất lớn thậm chí còn hoàn toàn có thể tiếng nổ khi sạc không đúng cách hoặc sạc quá mức nên đây vừa coi là ưu điểm cũng là điểm yếu kém của pin Li-Po.

Trên đây là bài viết các cách làm pin điện hóa – nguyên lý và chế tạo pin chanh (Pin Volta) của mindovermetal. Đừng quên theo dõi những thông tin mới nhất tiếp theo được chúng tôi cập nhật thường xuyên.