Différence entre cellule et batterie

Différence clé: une cellule est une cellule électrochimique qui tire de l’énergie électrique de la réaction d’oxydo-réduction spontanée à l’intérieur de la cellule. Une batterie n’est fondamentalement rien d’autre qu’une pile ou une pile de cellules électrochimiques ou galvaniques.

Les piles sont une invention importante pour la société. ils sont utilisés dans presque toutes les applications, y compris les lampes de poche, les téléphones portables, les horloges, les réveils, etc. Imaginez un monde où les piles n'existent pas et où tout fonctionne uniquement à l'électricité, la quantité de fils à proximité serait ennuyeuse et dangereuse. Les batteries évoluent constamment dans le but de trouver des substances capables de retenir les charges plus longtemps. Les batteries jouent également un rôle important dans la mobilité, les voitures électriques devenant populaires. Les piles et les cellules se ressemblent davantage, car ce sont les cellules qui alimentent la batterie, tandis que la batterie alimente l'appareil.

Cellule est le nom générique de la cellule galvanique ou de la cellule voltaïque. Il s’agit en réalité d’une cellule électrochimique qui tire de l’énergie électrique de la réaction redox spontanée à l’intérieur de la cellule. Les cellules sont responsables de la conversion de l'énergie chimique en énergie électrique pour alimenter un appareil électrique. Ces cellules sont généralement constituées de deux matériaux différents reliés par un pont de sel ou de demi-cellules individuelles séparées par une membrane poreuse. La cellule électrochimique a été découverte par Luigi Galvani en 1780, lorsqu'il a connecté deux matériaux différents (cuivre et zinc) et les a connectés à différentes parties du nerf d'une jambe de grenouille, ce qui a provoqué la contraction de la jambe même après la mort de la grenouille. Il a surnommé cela «l'électricité animale». Cependant, ce n'était pas la première cellule qui a été inventée. La plus ancienne batterie connue remontait à l'ancienne Parthia, où des pots remplis d'acide citrique ou de jus de raisin étaient utilisés pour produire une tension. Il a été qualifié de batterie de Bagdad et le directeur allemand du Musée national d'Irak, Wilhelm König, a affirmé en 1940 que leur fonctionnement était similaire à celui d'une cellule galvanique.

Une cellule électrochimique est constituée de deux demi-cellules. Chaque demi-cellule est composée d'une électrode et d'un électrolyte. Les deux demi-cellules pourraient utiliser le même électrolyte. Au cours de la réaction, les espèces d'une demi-cellule perdent des électrons (oxydation) à leur électrode tandis que les autres espèces gagnent des électrons (réduction). Le pont de sel ou disque poreux est utilisé pour permettre un contact ionique entre les deux moitiés sans mélanger les solutions. Comme les électrons sont transférés d'un côté à l'autre, la différence de charge est établie. Le pont de sel permet aux ions de maintenir un équilibre entre l'oxydation et la réduction. Les deux électrodes sont appelées anode et cathode et sont connectées à un voltmètre à haute résistance. Le voltmètre aide les électrodes à maintenir une tension. La différence entre les charges est ensuite convertie en énergie électrique pour être utilisée dans des gadgets portables.

Une batterie n’est fondamentalement rien d’autre qu’un empilement de piles électrochimiques ou galvaniques. Le physicien italien Alessandro Volta aurait inventé la première batterie en 1800 en empilant de nombreuses cellules dans une série. Le terme "cellule voltaïque" ou "pile voltaïque" est donné en l'honneur de Volta. Cependant, il n'était pas la personne à inventer le terme «batterie». Le tas de cellules est appelé "batterie" à cause de Benjamin Franklin. Il a été le premier à utiliser le terme "batterie". Franklin a décrit plusieurs pots de Leyden (qui servaient de condensateurs) comme une batterie, faisant référence à l'analogie avec une batterie de canons. Batterie de canons est généralement un terme pour décrire une ligne de canons placés à intervalles réguliers pour faciliter les tirs.

Les cellules sont souvent enfermées dans un boîtier en plastique ou en métal, avec deux côtés, un côté négatif (-) et un côté positif (+). Les batteries sont souvent classées dans deux grandes catégories: les batteries primaires et les batteries secondaires. Les batteries primaires ne sont pas rechargeables et une fois épuisées, elles doivent être jetées. Les batteries secondaires sont des batteries rechargeables. Une fois qu'elles sont épuisées, elles peuvent être restaurées à l'aide d'électricité et d'un chargeur. Les batteries primaires sont souvent utilisées pour les radios, les caméras, les télécommandes, les horloges, etc. Les piles secondaires ne sont pas rechargeables indéfiniment en raison de la perte d’électrolyte, de la corrosion interne et de la dissipation des matériaux actifs. Elles doivent être remplacées après un certain nombre de recharges.

Il existe également un nombre différent de types de cellules de batterie, notamment les cellules humides, les cellules sèches, le sel fondu et les réserves. La pile humide a un électrolyte liquide, tandis que la pile sèche a un électrolyte immobilisé sous forme de pâte, qui n’est suffisamment liquide que pour permettre la circulation des électrons. Les batteries à sel fondu utilisent du sel fondu comme électrolyte. Ceux-ci sont souvent utilisés dans les véhicules électriques; Cependant, ils doivent être correctement isolés car ce type de batterie dégage beaucoup de chaleur. Une pile de réserve est une pile qui est souvent stockée sous une forme non assemblée et ne s'active que lorsque les pièces internes sont assemblées. Ces batteries peuvent être stockées pendant de longues périodes et font souvent partie des kits d'urgence. Ces piles ne fournissent de l’alimentation que pendant quelques minutes.

Les batteries peuvent également être composées pour différents types de matériaux tels que les piles alcalines, lithium-ion, mercure, zinc-carbone, batteries nickel-zinc, batteries au plomb-acide, piles à combustible, etc. La tension habituelle pour une batterie alcaline est de 1, 5 V et la tension peut être augmentée en ajoutant plus de batteries. Les différentes tailles de batteries comprennent (4, 5 volts, D, C, AA, AAA, AAAA, A23, 9 volts, CR2032, LR44, etc.) En fonction de l'application de la batterie, les cellules sont combinées pour fournir une tension plus élevée, Par exemple, une pile de 9 volts aurait 6 piles alcalines chargées à 1, 5 V. Une pile de 9 volts est utilisée dans les lampes de poche à usage intensif. Le type de batterie le plus utilisé sur le marché est une pile AA ou une pile AAA.

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