בעיקרון הסוללה הנטענת היא סוללה חשמלית. כמו סוללה רגילה, גם בה יש חומרים כימיים שמפיקים חשמל. זה קורה על ידי מעבר של אלקטרונים מצד לצד שלה.

אבל ליד חומרי יצירת החשמל הרגילים, יש בסוללה נטענת גם תא אלקטרוליטי. תפקידו של התא הזה הוא להשיב את האנרגיה החשמלית, האלקטרונים, אל הסוללה המרוקנת מחשמל.

זה נעשה באמצעות שינויים כימיים. השינויים הללו מחייבים אנרגיה ולכן מחברים את המטען אל החשמל, או לקולטי שמש שייצרו חשמל. רק אז יכולה הסוללה הנטענת להיטען מחדש.


הנה סרטון מפורט על פעולת הסוללות הללו (מתורגם):

http://youtu.be/9OVtk6G2TnQ


וכך פועלת סוללה נטענת:

http://youtu.be/3KX_KuS6FPI

הסוללה הנטענת הפכה בעידן המודרני לאחד המרכיבים החשובים במכשירים שאנו כל כך מרבים להשתמש בהם.

ממחשבים ניידים ועד לטלפונים סלולאריים, רמקולי בלוטות', טאבלטים ושעונים חכמים, נראה שכמעט הכל היום מתבסס על אנרגיה שנטענת לתוך סוללות שכאלה.

אבל איך הן נטענות בעצם?

אז ראשית, הטעינה בסוללות נטענות היא בעצם המרה של אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית.

בטעינה של סוללה נטענת גורם הזרם החשמלי המופעל על הסוללה לתגובה כימית שאוגרת באלקטרודות שבסוללה אנרגיה חשמלית. התגובה הכימית הזו היא בעצם נדידת יונים שמתאפשרת במגע עם הקוטב החיובי והשלילי שבקצוות הסוללה.

בעת השימוש בסוללה אנחנו משתמשים באנרגיה החשמלית שנטענה בה, כלומר בזרם החשמלי שנטען בה, לצורך השימוש במכשירים המחוברים אליה, עד שהיא מתרוקנת.

כך אנו מרוקנים את הסוללה ומחזירים אותה בחזרה למצב לא טעון, מצב של אנרגיה כימית.

למתעניינים בכימיה של העניין - התגובה הכימית שנאגרת בסוללה הטעונה כוללת העברה של יונים טעונים, דרך תמיסת אלקטרוליט, מאלקטרודה אחת לאחרת.

היתרון של סוללות נטענות, למעשה, הוא שעל ידי הפעלת זרם חשמלי בכיוון ההפוך, ניתן בהן להפוך את התהליך הזה וכך לטעון ולהשתמש שוב ושוב באנרגיה החשמלית שנטענה בהן.

קיימים כיום כמה סוגים של סוללות נטענות, כולן פועלות על עיקרון בסיסי זהה, של המרה חוזרת ונשנית של אנרגיה כימית לאנרגיה חשמלית.

בין סוגי הסוללות הנטענות יש את סוללות הניקל-קדמיום (NiCad) שבהן אלקטרודות ניקל אוקסיד קדמיום, סוללות ליתיום-יון (Li-ion), המשתמשות ביוני ליתיום ואלקטרודת גרפיטי, סוללות ניקל-מטאל-הידריד (NiMH), שעושות שימוש בתחמוצת ניקל ואלקטרודת מתכת הידרידית וסוללות עופרת-חומצה, עם אלקטרודות עופרת ועופרת אוקסיד ובהן משתמשים בדרך כלל במכוניות ובכלי רכב אחרים.


כך פועלת סוללה נטענת:

http://youtu.be/3KX_KuS6FPI


סים שהשתלטה על מכרות ליתיום לצורך הייצור (עברית):

https://youtu.be/URKBvousvYI


וזה אופן הפעולה של סוללות כאלו (מתורגם):

http://youtu.be/9OVtk6G2TnQ

הסוללה החשמלית, או "בטריה" כמו שקראו לה פעם, מכילה חומרים כימיים שיוצרים חשמל.

את הסוללה החשמלית, המייצרת חשמל באמצעים כימיים, המציא בשנת 1800 הממציא האיטלקי אלסנדרו וולטה.

התהליך הכימי ותכונות החומרים הכימיים שבסוללה, חומרים שיש ביניהם הבדל פוטנציאלי, מאפשרים לה לייצר חשמל בזרם ישר.

הבעיה היא שעם השימוש בסוללות חשמליות כאלה, החומרים הכימיים שבהן מתרוקנים מהתכונות שלהם. במצב כזה הסוללות אינן פעילות יותר ונזרקות ומזהמות את העולם מאוד.

זו הסיבה שלצד הסוללות הרגילות הללו ובהמשך גם מתוך כוונה להחליפן החלו משתמשים בסוללות נטענות, טכנולוגיה עדיפה, מכיוון שסוללות כאלה ניתן לטעון שוב ושוב ולהשתמש בהן בחיסכון ותוך שמירה על כדור הארץ.


כך פועלות הסוללות (מתורגם):

https://youtu.be/9OVtk6G2TnQ


עוד על דרך הפעולה של הסוללה החשמלית:

http://youtu.be/gWKOjncBMCQ


ודרך מעניינת ליצור סוללה חשמלית מלימון:

http://youtu.be/D23JH30ZMK0