Литий-ионные аккумуляторы li-ion 1.5 v аа и ааа с алиэкспресс

Введение

Моя работа посвящена необычным источникам энергии.
В интернете я прочитал о том, что индийские ученые работают над созданием необычных батареек для несложной бытовой техники с низким потреблением энергии. Внутри этих батареек должна быть паста из переработанных бананов и апельсиновых корок. Одновременное действие четырех таких батареек позволяет запустить стенные часы, а для ручных часов хватит одной такой батарейки.
Еще я узнал, что компания Sоnу на научном конгрессе в США представила батарейку, работающую на фруктовом соке. Если «заправить» такую батарейку 8 мл сока, то она сможет проработать в течение одного часа. Применяться новинка может в плеерах, мобильных телефонах.
А группа ученых из Великобритании создала компьютер, источником питания для которого является картошка. За основу был взят старый компьютер с маломощным процессором Iпtе1 386. В него вместо жесткого диска поставили карту памяти на 2 мегабайта. Питается это устройство 12 картофелинами, которые меняются каждые 12 дней.
Я задумался над вопросом, зачем люди тратят время на создание «фруктовых» батареек, ведь уже создано большое разнообразие  батареек, аккумуляторов и других элементов питания. Ответ показался мне очевидным. Мы очень часто покупаем элементы питания для игрушек, часов, фонариков, телефонов. На это тратятся денежные средства. Возможно, что можно заменить дорогие гальванические элементы самодельными фруктовыми и овощными батарейками, тогда будет экономия.
Если верить интернет-источникам, то когда у меня дома отключат электричество, я смогу некоторое время освещать его при помощи лимонов.
Я решил проверить лично, возможно такое или нет.
В данном проекте мною была исследована возможность получения источников питания из фруктов и овощей.
Я поставил перед собой следующие задачи:
1. Создать фруктовые и овощные батарейки.
2. Экспериментально определить  напряжение  таких батареек.
3. Выяснить, от чего зависят электрические свойства таких батареек.
4. Постараться зажечь лампочку с помощью фруктовой батарейки.

Емкость или накопленный заряд?

Когда говорят или пишут об автомобильных аккумуляторах, часто упоминают величину, которую называют емкостью аккумулятора и выражают в ампер-часах (для небольших аккумуляторов — в миллиампер-часах). Но, строго говоря, ампер-час не является единицей емкости. Емкость в теории электричества измеряют в фарадах. А ампер-час — это единица измерения заряда! То есть характеристикой аккумулятора нужно считать (и так это и называть) накопленный заряд.

Следует обратить внимание, что даже из определения кулона видно, что заряд характеризует некий процесс, а именно процесс прохождения тока по проводнику. То же самое следует даже из названия другой величины: один ампер-час — это когда ток силой в один ампер протекает по проводнику в течение часа

На первый взгляд может показаться, что тут какая-то нестыковка. Ведь если мы говорим о сохранении энергии, то накопленная в любом аккумуляторе энергия должна измеряться в джоулях, поскольку именно джоуль в физике служит единицей измерения энергии. Но давайте вспомним, что ток в проводнике возникает только тогда, когда имеется разность потенциалов на концах проводника, то есть к проводнику приложено напряжение. Если напряжение на клеммах аккумулятора равно 1 вольту и по проводнику протекает заряд в один ампер-час, мы и получаем, что аккумулятор отдал 1 В · 1 А·ч = 1 Вт·ч энергии.

Таким образом, применительно к аккумуляторам правильнее говорить о накопленной энергии (запасенной энергии) или о  накопленном (запасенном) заряде. Тем не менее, поскольку термин «емкость аккумулятора» широко распространен и как-то более привычен, будем использовать и его, но с некоторым уточнением, а именно, будем говорить про энергетическую емкость.

Используя это понятие, попытаемся приблизительно посчитать и сравнить энергетическую емкость различных типов накопителей энергии.

Правила использования и утилизации

Батарейки нежелательно применять при крайних температурах — сильно охлаждать или нагревать. Это может привести к весьма неприятным последствиям. Если вам пришлось использовать батарейки в холоде, например, зимой на улице, рекомендуется не менее получаса выдержать их в комнатной температуре.

Случается, что батарейки, особенно щелочные, текут. Такое происходит когда нарушается герметичность корпуса батарейки. Использовать эти батарейки ни в коем случае нельзя — это может привести к повреждениям электроприборов.

Что касается утилизации отработанных батареек или аккумуляторов, то этим должны заниматься специальные организации или предприятия. В крупных городах можно найти специально организованные приёмные пункты, куда можно сдать использованные батарейки для их дальнейшей утилизации. Правда, не в каждом городе такой пункт приёма организован. Вопрос, что делать в этом случае остаётся открытым.

Аккумуляторный тип батареек

Другой тип автономных источников электроэнергии – аккумуляторы. Они часто внешне похожи на одноразовые элементы, но протекающие внутри них электрохимические реакции носят обратимый характер. Это означает, что при исчерпании запаса энергии, аккумулятор можно зарядить и использовать вновь.

Как и для гальванических батареек, потребительские свойства аккумуляторов зависят от типа происходящих внутри них электрохимических реакций. По этому признаку обычно производят классификацию перезаряжаемых источников питания.

Никель-цинковые

Элементы с никелем в качества анода и цинком в качестве катода разработаны еще Эдисоном. Долгое время аккумуляторы подобного типа доминировали в мире, но потребители замечали у них врожденные недостатки:

• высокая склонность к саморазряду;
• небольшой ресурс;
• эффект памяти (заряжать аккумуляторы можно только после полного разряда).

Никель-цинковый аккумулятор типоразмера АА

Зато аккумуляторы этого типа недороги и хорошо работают при низких температурах. Кроме того, они легкие и мощные. Этим объясняется, что до сих пор на них есть спрос.

Никель – кадмиевые

Аккумуляторы на основе никеля и кадмия имеют повышенный ресурс (в циклах заряд-разряд), неплохо работают при отрицательных температурах, а еще они относительно недороги. К недостаткам относят токсичность кадмия, тянущую за собой проблемы с утилизацией. Уровень саморазряда у них высок, а эффект памяти ярко выражен.

Никель-кадмиевый аккумулятор

Никель-металлогидридные

Эти элементы считаются самыми современными среди аккумуляторов с никелевым анодом. Имеют самую высокую в семействе удельную емкость, относительно высокий ресурс, пониженный эффект памяти. Терпимы к высоким токам подзаряда и к глубоким разрядам. Склонность к саморазряду значительна.

Ni-MH аккумулятор

Литий-ионные

Самое продвинутое на сегодняшний день семейство аккумуляторов. Легкие емкие, быстрозаряжаемые, без эффекта памяти. К минусам относят повышенную цену, плохую работу в морозы и пожароопасность. Выходное напряжение подобного аккумулятора при полном заряде составляет не менее 3,6 вольт, и это служит определенной проблемой при выпуске элементов в формате АА и ААА. Для совместимости с 1,5-вольтовыми батарейками, Li-ion элементы снабжают внутренними DC-DC инверторами, которые преобразуют выходное напряжение до стандартных полутора вольт.

Литий-ионный аккумулятор с встроенным DC-ВС преобразователем

В большинстве случаев одноразовые батарейки можно заменить на возобновляемые источники, если они подходят по типоразмеру. Но в некоторых (достаточно редких) случаях может быть решающим различие в выходном уровне напряжения. Обычно у аккумуляторов он ниже (1,2..1,3 вольта в свежезаряженном состоянии против 1,5 В у одноразовых банок), но бывает и наоборот. У литиевого аккумулятора LIR2032 напряжение выше, чем у батарейки (3,6 В против 3 вольт).

Аккумулятор формата 2032

Маркировки батареек

Согласно стандарту IEC (Международная электротехническая комиссия), маркировку гальванических источников тока делают исходя из состава электролита и активного металла, применяющихся в их конструкции.

По этой классификации существует 5 самых распространенных типов круглых (цилиндрических) батареек: солевые, щелочные, литиевые, серебряные и воздушно-цинковые. Буква R в их обозначении означает круглую форму (от английского round).

Солевые батарейки (R). Имеют катод из цинка, анод из диоксида марганца и электролит из хлоридов аммония и цинка. Они обеспечивают напряжение 1,5 вольта, имеют небольшую емкость, высокий саморазряд и низкий срок хранения (до 2-х лет). При низких температурах они неработоспособны.

Солевые батарейки самые дешевые и имеют посредственные технические характеристики. В обиходе их также называют цинк-карбоновыми и угольно-цинковыми.

Литиевая и Щелочная батарейка

Щелочные батарейки (LR). Имеют катод из цинка, анод из диоксида марганца и электролит из гидроксида щелочного металла. Они имеют напряжение 1,5 вольта, увеличенную емкость, низкий саморазряд и большой срок хранения до 10 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -20 градусов.

Эти источники тока недороги, в обиходе их еще называют алкалиновыми и щелочно-марганцевыми.

Литиевые батарейки (CR). Имеют катод из лития, анод из диоксида марганца и органический электролит. Они имеют напряжение 3 вольта, большую емкость, малый саморазряд и большой срок хранения до 10-12 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -40 градусов. Эти источники тока довольно дороги.

Серебряные батарейки (SR). Имеют катод из цинка, анод из оксида серебра и электролит из гидроксида щелочного металла. Они имеют напряжение 1,55 вольта, высокую емкость, малый саморазряд и длительный срок хранения до 10 лет. Они сохраняют работоспособность при низких температурах до -30 градусов. Как правило, применяются в часах. В обиходе их также называют серебряно-цинковыми.

Воздушно-цинковые элементы (PR). Имеют катод из цинка, анод из кислорода и электролит из гидроксида щелочного металла.

Эти источники тока являются самыми чистыми с точки зрения экологии, благодаря чему широко используются в специальных медицинских устройствах, но имеют самый малый срок эксплуатации (несколько недель после вскрытия упаковки). Они имеют среднюю стоимость, имеют напряжение 1,2-1,4 вольта и очень высокую емкость (больше, чем у литий-ионных элементов в 2-3 раза), сохраняют работоспособность при температурах от -20 до +35 градусов.

Виды батареек по составу

Одноразовые гальванические элементы могут быть выполненными по различным технологиям, отличающимся электрохимическими реакциями, происходящими внутри банок. Рядовому потребителю нет нужды разбираться в тонкостях протекания химических процессов, но эти процессы определяют потребительские свойства источников тока.

Солевые

Самый первый тип источников питания, который начал использоваться в быту и применяется уже многие десятилетия с небольшими доработками. Долгое время эта категория была единственной, поэтому солевые источники часто не имеют отдельного обозначения. Для них даже не выделен отдельный международный индекс маркировки батареек, хотя на корпусе может быть указано что-то типа General purpose (общее назначение).

Солевой элемент с обозначением General Purpose

Потребителю надо знать, что основным плюсом солевой технологии является низкая цена элемента. В остальном, пожалуй, превалируют недостатки:

• невысокая емкость;
• плохая толерантность к низким температурам окружающей среды;
• невысокий срок хранения;
• склонность к подтеканиям электролита.

Несмотря на явные минусы, солевые источники питания пользуются спросом и имеют свою нишу применения.

Алкалиновые (щелочные)

Наиболее распространенная разновидность гальванических элементов. В продаже такие батарейки появились в 60-х годах прошлого века и быстро завоевали популярность. Потребители по достоинству оценили:

1. Повышенную емкость (3..5 крат по сравнению с солевыми).
2. Оптимальные разрядные кривые (напряжение в начальной стадии эксплуатации падает медленнее, чем у солевых).
3. Герметичный корпус (подтекание практически исключено).

К явным плюсам относят и длительный срок хранения элементов. На корпус таких батареек наносят надпись Alkaline или индекс, содержащий букву L (например, LR6).

Алкалиновый элемент с обозначением LR6

Серебряные

Эти батарейки в обозначении содержат букву S (Silver) – например, SR43. Они имеют очевидные преимущества:

• высокую емкость (даже выше, чем у литиевых);
• долгий срок хранения;
• оптимальные разрядные кривые.

Недостатком служит их повышенная стоимость, поэтому такие источники выпускаются, большей частью, для наручных часов. В них наиболее полно реализуются их достоинства. Цена не получается пугающе высокой за счет малых размеров и вполне нивелируется удобством эксплуатации.

Оксид-серебряный элемент SR920

Литиевые

Наиболее современный тип батареек. В зависимости от химических реагентов могут иметь два варианта уровня выходного напряжения:

• 1,5 вольт;
• 3,6 вольта.

В форматах АА и ААА выпускают элементы с напряжением 1,5 вольта, чтобы не было проблем при замене. В остальных форм-факторах может быть как один уровень напряжения, так и другой.

Литиевая батарейка формата D

Не следует путать одноразовые литиевые батарейки с литий-ионными аккумуляторами.

Главным достоинством таких источников, помимо высокой удельной емкости, служит их высокая токоотдача и низкая зависимость емкости от разрядного тока, а также совсем небольшой саморазряд. Отпугнуть покупателя может лишь повышенная цена.

Устройство и состав литиевой батарейки

Здесь описываются гальванические элементы, работающие на необратимой реакции окисления. Отданный заряд не восстанавливается, батарейка называется одноразовой. Элемент состоит из анода, выполненного из металлического лития, катода из твердых MnO₂, Fes₂, Cuo, CF_x, жидких SO₂, SOCl₂. Продолжается поиск других солей с высоким сродством к восстановлению. Окислителем выступает активный литий, отдающий электроны. Корпус аккумулятора герметичный, с выводами клемм и их маркировкой. Надпись «do not recharge»- повторно не заряжать, предупредит, что литиевая батарейка одноразовая.

Существует 2 типа батареек  по конструкции:

• бобинные;
• спиральные.

Бобинные  литиевые батарейки служат до 20 лет, применяются потребителями,  не превышающими запрос в 150 мА. Срок службы элементов до 20 лет.

Спиральные конструкции имеют большую поверхность лития, импульсно дают до 4 А, при постоянном токе – 0,1-1,8 А.  Но саморазряд этих устройств достигает 10 % в год от первоначальной емкости. Элементы с любым составом катода выпускают в двух типах. Литиевые батарейки могут быть круглыми, призматическими или в форме таблеток.

Крупными и признанными производителями литиевых батареек  считают EVE, Minamoto, SAFT, Robiton, Varta, Tekcell. Небольшие производства есть в Китае.

Свойства литиевых батареек с разными анодными парами

В зависимости от химического состава катода в связке с металлическим литием, меняется емкость и напряжение на клеммах элемента, их саморазряд и способность работать в диапазоне температур.

1. Li/MnO_{2 –} батарейка литиевая маркируется как «CR». Электролитом является перхлорат лития. Номинальное напряжение 3 В, саморазряд 2,5 % за год, срок годности до 10 лет. Температура рабочей среды -20 +55 С. Форма – преобладает таблетка.
2. Li/CuO, по рабочему напряжению 1,2-1,5 В идентичны щелочным, но заряд она вмещает в 3 раза больше. Рабочий температурный интервал -10 +70. Срок службы 10 лет.
3. Li/SO_{2 –} одни из самых распространенных видов литиевых батареек. Катод представляет пластификатор с графитом и сажей. Электролитом служит диоксид жидкий с компонентами для электропроводности. Рабочее напряжение 2,6-2,9 В. В конструкции не смогли избежать повышения давления в корпусе и сильный разогрев при КЗ, пришлось ставить предохранитель давления. Литиевые батарейки хорошо работают на морозе до -60 и в жару +70 , сохраняют заряд до 10 лет.
4. Li/I_{2 –} тип батарейки без электролита. Химическая реакция 2Li+I₂ >2LiI происходит в твердом составе, диффузией. Полученная соль тоже твердая, выступает в роли сепаратора. Работает батарейка до 15 лет, надежны, используются в кардиостимуляторах.
5. Li/FeS₂ – лучшие литиевые батарейки, востребованы, несмотря на высокую цену. Такие элементы работают с устройствами большой мощности, имеют защиту по току, предохранитель, срабатывающий на 85-90 и клапан сброса давления. Чаще используются в форм-факторе АА.
6. Li/CF_x – разновидность литиевых батареек, работающих при высокой температуре, до +85 . За 10 лет на саморазряд уходит 20 % емкости. Используются в дефибрилляторах, кардиостимуляторах и портативной электронике.
7. Li/SOCl₂ – самая энергоемкая литиевые батарейки. Напряжение без нагрузки больше, чем 3,6 В. При работе поддерживается 3,3- 3,5 В. В качестве электролита применен тионилхлорид, агрессивный компонент. Верхний предел работоспособности +(85-130) С. Нижний – минус 60, но при сильно упавшей емкости элемента. Предусмотрена защита от взрыва в виде термовыключателя, плавких предохранителей и клапана избыточного давления.

Цена и качество батареек АА

Абсолютное время работы не может быть единственным критерием при выборе любого товара. Бывают ситуации, когда уверенность в максимальном результате стоит того, чтобы за это переплатить. Но наши тесты показали, что эффективность батареек не зависит от их стоимости. И если попробовать оцифровать эффективность, вспомним такое понятие, как  соотношение цена/качество. В случае с батарейками это будет удельная стоимость, то есть  стоимость единицы времени — одного часа работы. Очевидно, чем меньше удельная стоимость, тем выгодней ваша покупка.

Оценив удельную стоимость всех тестовых батареек, можно придти к интересному выводу: в обоих вариантах теста — непрерывном и импульсном, распределение мест по брендам получилось одинаковым. Впрочем, есть некоторые тонкости, связанные с абсолютным временем работы, о которых нельзя не сказать.

Стоимость 1 часа работы батареек АА под непрерывной и импульсной нагрузкой

Самыми неэкономичными в непрерывном тесте получились DURACELL: их удельная стоимость в 1,5 раза больше, чем у ближайших конкурентов GP и ENERGIZER, а абсолютное время работы разместилось на предпоследнем месте.

Не самыми выгодными оказались и батарейки ENERGIZER. Показав самую низкую продолжительность работы под непрерывной нагрузкой, они имеют к тому же посредственное соотношение цена/качество.

А вот батарейки KODAK в этом тесте смотрятся весьма неплохо. Проработав дольше всех в режиме непрерывного разряда, они обладают привлекательным соотношением цена/качество — 22,6 руб/час. Если вашим приоритетом является абсолютное время работы по умеренной цене, то батарейки KODAK будут удачным выбором.

При импульсном варианте разряда на первое место неожиданно вышли батарейки ТРОФИ. Стоимость часа их работы почти в два раза меньше, чем у лидера продаж DURACELL,  ближайшего преследователя ТРОФИ опережают по экономичности на 21 процент с лишним.

Батарейки KODAK во втором тесте показывают себя твердым середнячком с плюсом. Они показали довольно высокую продолжительность работы и хорошую экономичность.

Сравнивая GP и ENERGIZER, удельная стоимость которых практически совпадает, лучше отдать предпочтение батарейкам GP, поскольку их абсолютное время работы значительно выше ENERGIZER.

А вот ситуация с батарейками DURACELL не однозначная. Несмотря на самую высокую стоимость одного часа работы, именно батарейки DURACELL дольше всех продержались под импульсной  нагрузкой. За хорошие деньги еще и не так продержишься! Хочешь лучшее — плати больше. Здесь это утверждение срабатывает  на все сто.

Выбор зарядного устройства

Приобретая аккумуляторные батарейки ААА, или любого другого типа, необходимо параллельно с этим задуматься о приобретении зарядного устройства.

Ведь сами по себе дорогостоящие элементы питания без такого устройства принесут пользы не больше чем обычные одноразовые батарейки, продающиеся на кассе любого супермаркета.

Существует несколько критериев, зная о которых, потенциальный потребитель способен совершить оптимальный выбор.

Быстрота зарядки

В данном случае – критерий неоднозначный. С одной стороны – скорость в любых аспектах всегда являлась положительной характеристикой.

С другой – в данном случае эффект быстрой зарядки достигается за счет применения тока повышенного значения, что при постоянном применении может негативно отразиться на ресурсе аккумуляторной батареи.

Примеры зарядки различных батареек при помощи зарядного устройства

Наличие нескольких каналов и слотов

Наиболее универсальным будет являться зарядное устройство, имеющее слоты для всех типов батареек, начиная от ААА (в народе – мизинчиковая) и заканчивая элементами питания больших размеров (например – «крона» с напряжением 9 В).

Также несколько одинаковых каналов позволят одновременно подвергать зарядке n-ое количество элементов одного типа.

Способность разряжать батарейки

В предыдущем абзаце было сказано о необходимости полной разрядки никель-кадмиевой батареи перед ее последующим восстановлением в зарядном устройстве.

Так как элементы питания на основе Ni-Cd являются самыми многочисленными в продаже, стало быть, зарядное устройство должно обладать способностью к предварительному разряду.

Популярное: Как склеить любую пластмассу в домашних условиях?

Типы различных зарядных устройств для батареек — видео.

Индикатор заряда

Устройство, обладающее подобным свойством, способно звуковым либо световым сигналом сообщить владельцу об окончании времени заряда, позволяя лишний раз не расходовать ресурс аккумулятора.

Определение емкости элемента питания

Некоторые батарейки из-за длительного использования становятся не способны воспринимать заряд от устройства. Данная функция позволяет определить устаревший элемент и заменить его на новый.

Переработка

Использованные и непригодные для работы батарейки представляют опасность, если держать их в доме

Переработка и вторичное использование аккумуляторов стало важной проблемой последних лет.  Из всего количества произведенных источников тока переработке подвергаются лишь 3%. Самое большое количество перерабатывается в Австралии — около 80%

В Америке и странах Европы 60% и 30% соответственно. В России и других развивающихся странах не особо задумываются о важности переработки, поэтому батарейки выбрасывают в контейнеры с бытовыми отходами.

Процесс переработки батарей:

1. Сортировка гальванических элементов по составу и количеству заряда.
2. Удаление окисления горючих материалов с помощью газовых установок.
3. Частицы, которые появились в результате горения, удаляются, а затем выпускаются в атмосферу.
4. Оставшиеся очищенные элементы расщепляются на кусочки и плавятся.
5. В итоге вещества неметаллического происхождения сжигают, а оставшийся шлак удаляется.
6. Сплавы жидкой консистенции распределяются по весу и разделяются.

Переработка в разных странах

На переработку батарей и аккумуляторов требуется в 10 раз больше энергии, чем на их производство. Чтобы этот процесс не влиял на бюджет страны, были созданы правила и сборы.

В Германии на переработку ежегодно поступает 100 тысяч тонн отходов. Страна использует метод пирометаллургической переработки. Он позволяет осуществлять переработку больших объемов материала. Однако качество переработанного сырья становится хуже.

В Европейском союзе стоимость переработки уже включена в стоимость самой батареи. Если покупатель сдаёт использованные гальванические элементы, то получает скидку на покупку новых.

Россия не занималась переработкой источников тока до 2014 года. На одном из заводов Челябинска появилась перерабатывающая линия, на которой используется гидрометаллургический метод. В 2014 году на переработку в общей сложности было отправлено около 18 тонн использованных источников тока. За 1 год завод может переработать 15 тонн отходов. При этом на восстановленный материал приходится 80% .Ранее в стране находились предприятия только для хранения использованных батарей, так как переработка стоила дорого.

Батарейки — это источники тока, которые значительно облегчили жизнь людей. Без их существования была бы невозможна работа устройств, используемых в повседневной жизни. Гальванические элементы существуют разных видов и размеров, поэтому каждый подберет подходящий своему случаю

Однако важно помнить о том, что батарейки очень опасны для здоровья и жизни. Необходимо научиться правильно их утилизировать и никогда не хранить в доме

Состав батарейки

Устройство простой щелочной батарейки помогает понять принцип ее работы. Электрический ток возникает в результате взаимодействия ионов катода и анода.

Катод состоит из:

• диоксида марганца — 75-85%;
• графита (ацетиленовой сажи) — 8-10%;
• раствора калия гидроксида (КОН) — 30-35%;
• связующих компонентов — 1%.

Щелочью может выступать не только гидроксид калия, но и другие активные элементы натрия (NaOH) и лития (LiOH). Электролит специально загущают природными или синтетическими компонентами, содержащими гидроксильные группы (-ОН).

Материалом анода является очищенный цинк, обработанный от коррозий. Для этого в состав анода добавляли раньше свинец и ртуть, сейчас вещества более экологичные — висмут и алюминий.

Как работает батарейка

Первый источник электрического тока был изобретен случайно, в конце 17 века итальянским ученым Луиджи Гальвани (на самом деле целью опытов Гальвани был не поиск новых источников энергии, а исследование реакции подопытных животных на разные внешние воздействия). Явление возникновения и протекания тока было обнаружено при присоединении полосок из двух разных металлов к мышце лягушачьей лапки.
Опыты  Гальвани стали основой исследований другого итальянского ученого – Алессандро Вольта. 200 лет назад он  сформулировал главную идею изобретения. Причиной возникновения электрического тока является химическая реакция, в которой принимают участие пластинки металлов. Для подтверждения своей теории Вольта  создал нехитрое устройство из двух пластин металла (цинк и медь) и кожаной прокладки между ними, пропитанной лимонным соком. Алессандро Вольта выявил, что между пластинами возникает напряжение. Именем этого ученого назвали единицу измерения напряжения, а его фруктовый источник энергии стал прародителем всех нынешних батареек, которые  в честь Луиджи Гальвани называют теперь гальваническими элементами.
Когда цинковый винт контактирует с лимонной кислотой, начинаются две химические реакции. Одна реакция – окисление: кислота начинает забирать атомы цинка с поверхности винта. Два электрона уходят с каждого атома цинка, придавая атому положительный заряд.

Заряженные атомы цинка – ионы цинка, остаются в лимоне: в темной области около винта через некоторое время.

Другая реакция – восстановление, в ней задействованы положительно заряженные атомы водорода – ионы водорода в лимонной кислоте около винта.

Ионы принимают электроны, высвобождаемые в ходе окислительной реакции с образованием водорода, который можно увидеть в виде пузырьков около винта.
Ионы водорода называют окислителями, потому что они отнимают электроны цинка.

Обе реакции продолжаются до тех пор, пока цинковый винт находится в лимоне, и на нем остается цинк. Реакция не зависит от присутствия меди или другого вещества

Важно понять, что электроны испускаемые цинком принимаются ионами водорода кислоты

Медная монета – тоже окислитель. В действительности, она даже больший окислитель, чем ионы водорода в лимонной кислоте. То есть медь может притягивать многие свободные электроны, испускаемые цинком. Но процесс не происходит до тех пор, пока между медным и цинковым электродами нет связи. Когда между электродами устанавливается электрическая связь (провод), то медь притягивает электроны из винта и возвращает их через цепь.
Движение электронов по цепи – электрический ток. Условно было принято за направление движение электронов: ток от отрицательного полюса батарейки или электрического элемента к положительному. Поэтому цинк (источник элетронов) – отрицательный полюс в лимонной батарейке, а медь – положительный.
Напряжение лимонной батарейки вызывается разницей между способностью цинка и меди отдавать электроны. Электрический ток, выдаваемый батарейкой, среди всего прочего, зависит от количества электронов, спускаемых химической реакцией.

Выводы

Список литературы

1. Энциклопедический словарь юного физика. -М.: Педагогика, 1991г
2. Энциклопедии «История открытий» серии «Росмэн»
3. http://www.wikipedia.org
4. http://dev.planetseed.com/ru/node/28491
5. http://chemistry-chemists.com/Video/Fruit-battery.html
6. http://lemonlife.ru/kreativ_iz_limonov/batarejka_iz_limona
7. http://gadgetforgeek.com.ua/sdelat-gadget-svoimi-rukami-fruktovye-chasy
8. http://obozrevatel.com
9. Карл Снайдер. Необычная химия обычных вещей (3-е изд.), 1998

Выполнил:
Сироткин Георгий
Ученик 8 «В» класса

Руководитель:
Сугробова Наталья Викторовна,
учитель первой категории

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение
средняя образовательная  школа №128

Г. Нижний Новгород

Презентация: http://static.livescience.ru/batteries/presentation.pdf