s 77

77

Reakcja katodowa może przebiegać w jednym lub w kilku etapach i jest nią dla stałych katod redukcja metalu przejściowego materiału katody. Przykłady sumarycznych reakcji ogniwa podano poniżej:

2 Li,,, + CuO,_s)-> Li₂0,,, + Cu,,, SEM 1,5 V

lub    4 Li,,) + FeS₂,,)-> 2 Li₂S,,)+ Fe,_s)

Nieodwracalne ogniwa litowe z powodzeniem zastępują ogniwo Leclanchego.

Ogniwo litowe, w którym stałą katodą jest chromian srebra Ag₂Cr0₄ jest stosowane do zasilania rozruszników serca. W reakcji redukcji powstaje metaliczne srebro, a lit utlenia się tworząc chromian:

2 Li,,, + Ag₂Cr0₄ -> 2 Ag,„ + Li₂Cr0₄ SEM 3,5 V

Elektrolit stanowi roztwór nadchloranu litu LiC10₄ w węglanie propylenu (PC), a schemat układu można przedstawić następująco:

Li,,, | LiC10„ PC | Ag₂Cr0₄, C,_s)

Szerokie zastosowanie ma ogniwo lit-tlenek manganu(IV) Mn0₂. W bateriach złożonych z kilku ogniw służy do zasilania zegarków, kalkulatorów, aparatów fotograficznych jak również silników w automatycznych aparatach fotograficznych czy zabawkach.

Cechą charakterystyczną ogniw z rozpuszczalną katodą (typ b) jest to, że są sprawne w szerokim zakresie temperatur od +75 do -40°C. Osiągają wartości natężeń impulsowych prądu do 30 A. Te cechy są szczególnie przydatne do zastosowań militarnych. Sumaryczna reakcja w ogniwie z rozpuszczalną katodą jest następująca:

Li_(s) + 2 S0_{2 (M|V},-» Li₂S₂0₄ <„ SEM 2,9 V

W ogniwach z ciekłymi katodami (typ c), jak i w ogniwach typu b), nośnikiem elektronów jest grafit. Sumaryczna reakcja dla ogniwa z chlorkiem sulfurylu przebiega następująco:

2 Li,„ + S0₂C1_{2 (c},-> 2 LiCl„) + S0₂ „₀|„    SEM 3,9 V

Są to urządzenia sprawne w szerokim zakresie temperatur, stąd ich zastosowanie jest bardzo szerokie.

Ogniwa odwracalne - akumulatory

Spośród akumulatorów (ogniw odwracalnych) do najbardziej powszechnych należą: akumulator ołowiowy, niklowo-kadmowy, cynk - tlenek manganu, wodorek metalu - tlenek niklu, żelazo-tlenek niklu(II). Znane są również odwracalne ogniwa litowe.

Akumulator ołowiowy jest zbudowany z płyt ołowiowych i płyt ditlenku ołowiu(IV) Pb0₂. Elektrolit stanowi H₂S0₄. którego gęstość w stanie całkowitego naładowania wynosi 1,25 do 1,3 g/cm³. Proces rozładowania przebiega następująco:

anoda:    Pb<„ + HS0₄‘_(iq)-» PbS0₄,,, + H^ł + 2e"

katoda:    Pb0₂ + 3 H*_(lq) + HS0₄‘ + 2e"-* PbS0₄ + 2 H₂0 ,_c)

W trakcie pracy ogniwa elektrolit ulega rozcieńczeniu, gdyż w reakcji wydziela się woda. Układ sześciu ogniw daje napięcie 12 V. Czas życia akumulatora ołowiowego i ilość cykli