バッテリーが機能し、エネルギーが生成する電気エネルギーの種類は何ですか？

オンデマンド電力は、バッテリーや同様のデバイスによって受け入れられ、保存され、放出されます。他の多くの日常のエネルギー源と同様に、バッテリーにエネルギーを蓄えるために使用される化学ポテンシャル。たとえば、丸太は、燃えて熱に変わるまで、化学結合にエネルギーを保持します。自動車のエンジンで機械的エネルギーに変換されるまで、ガソリンは化学ポテンシャルエネルギーとして蓄えられます。同様に、電気をバッテリーに蓄える前に、電気を化学ポテンシャル状態に変換する必要があります。電解質によって分離されたカソードとアノードと呼ばれる2つの電気端子で構成されたバッテリー。バッテリーは、エネルギーを受け入れて放出するために外部回路に接続されています。イオン（電荷を持つ原子または分子）は、電子が回路内を移動するときに電解質内を移動します。二次電池の電子とイオンは、回路と電解質を通ってどちらの方向にも移動できます。電子が陰極から陽極に移動すると、化学ポテンシャルエネルギーが増加し、バッテリーが充電されます。電子が反対方向に移動すると、電子はこの化学ポテンシャルエネルギーを回路内の電気に変換し、バッテリーを放電します。充電または放電中、反対に帯電したイオンがバッテリー内の電解質を通って移動し、外部回路を通って移動する電子の充電のバランスを取り、持続可能で再充電可能なシステムを生成します。

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リチウムイオン電池はどのように機能しますか？

充電式リチウムイオン電池は、他の電池と同様に、セルと呼ばれる1つまたは複数の発電コンパートメントで構成されています。各セルは、正極（バッテリーの正極または+端子に接続）、負極（負極または端子に接続）、およびそれらの間に電解質と呼ばれる化学物質の3つの部分で構成されています。正極は通常、化合物であるコバルト酸リチウム（LiCoO2）、または新しいバッテリーではリン酸鉄リチウム（LiFePO4）で構成されます。負極は通常カーボン（グラファイト）でできており、電解液は電池の種類によって異なりますが、電池の仕組みを理解する上で特に重要ではありません。すべてのリチウムイオン電池は同じように動作します。バッテリーが充電されると、正のコバルト酸リチウム電極がリチウムイオンの一部を放出します。リチウムイオンは電解液を通って負のグラファイト電極に移動し、そこに留まります。このプロセスの間、バッテリーはエネルギーを吸収して蓄えます。バッテリーが放電すると、リチウムイオンが電解質を横切って正極に戻り、バッテリーに電力を供給するエネルギーを生成します。どちらの場合も、電子は外部回路の周りのイオンと反対方向に流れます。電子は電解液を通って流れません。それは事実上電子の絶縁障壁です。イオン（電解質を通って移動する）と電子（外部回路を反対方向に移動する）は相互接続されたプロセスであり、一方が停止すると、もう一方が続きます。バッテリーが完全に放電したためにイオンが電解質を通過できない場合、電子は外部回路を通過できず、電力が失われます。同様に、バッテリーに電力を供給しているものをオフにすると、電子とイオンの流れが停止します。バッテリーは、急速なペースで効果的に放電を停止します（ただし、アプライアンスが切断されている場合でも、非常に遅い速度で放電を続けます）。

バッテリーはどのような種類のエネルギーを生成しますか？

電気化学電池は、電解質と呼ばれる化合物に2つの異なる金属を組み合わせることによって電気を生成します。バッテリーの一方の端は金属の1つに接続され、もう一方の端はもう一方の端に接続されています。金属と電解質の間の化学反応により、一方の金属からもう一方の金属よりも多くの電子が放出されます。最も多くの電子を放出する金属は正電荷を獲得し、他の金属は負電荷を獲得します。導電体またはワイヤーがバッテリーの一方の端をもう一方の端に接続する場合、電子はワイヤーを通って流れ、電荷のバランスを取ります。電気を使用して仕事をしたり、電気負荷と呼ばれるタスクを実行したりするデバイス。白熱電球などの電気負荷がワイヤーに接続されている場合、電気はワイヤーと電球を通って流れるときに機能します。電子はバッテリーのマイナス端からワイヤーと電球に流れ、次にプラス端に戻ります。したがって、それは電気エネルギーを生成します。

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バッテリーは電気エネルギーの一例ですか？

移動する電荷は電気エネルギーを生成します。これらの荷電粒子は電子と呼ばれます。したがって、バッテリーは電気エネルギーの最良の例です。バッテリーは、化学エネルギーを電気に変換するデバイスです。これは電気化学と呼ばれ、バッテリーをサポートするシステムは電気化学セルと呼ばれます。 1つまたは複数の電気化学セルで構成されたバッテリー（Voltaの元の山のように）。各電気化学セルは、電解質によって分離された2つの電極で構成されています。では、電気化学セルの電気はどこから来るのでしょうか？この質問に答えるには、まず電気を定義する必要があります。電気は、簡単に言えば、電子の通過によって生成されるエネルギーの形式です。電子は、一方の電極での化学反応によって電気化学セルで生成され（以下の電極で詳しく説明します）、次にもう一方の電極に流れて、そこで使い果たされます。これを理解するには、細胞の構成要素を調べる必要があります。

結論

バッテリーは、化学エネルギーを貯蔵して電気エネルギーに変換するデバイスとして価値があります。残念ながら、電気化学の従来の説明では、エネルギーがバッテリーのどこにどのように蓄えられるかを指定していません。電子伝達のみに基づく理論は、実験結果と矛盾することが容易に実証されました。重要なことに、相間の原子移動は、バッテリーの電気化学反応におけるギブズエネルギーの減少にも関与しています。電気エネルギーへの2つの直感的に意味のある貢献が、単純なガルバニ電池または反応性金属電極を備えたバッテリーにとって重要であることを示しています。金属と共有結合を反映し、原子移動を説明するバルク金属の格子凝集エネルギーの違い。電子の流れは、仕事をするために使用できる電流を生成します。