Изграждане на цинк-карбонова батерия | Клетка на Лекланш

Постройка на батерията на Лекланш

Обикновено наличната цилиндрична клетка на Лекланш, налична на пазара, има следните конструктивни характеристики.

1. Цилиндрична кутия, направена от тънко цинково листче, служи като анод и също така съдържа всички други активни материали и електролит на батерията.
   Идеално, цинкът, използван в батерията, трябва да е 99,99% чист. Въпреки това, цинкът, използван за правенето на контейнер за цинк-въглеродна батерия, съдържа 0,03 до 0,06% кадмий и 0,02 до 0,04% свинец. Свинецът дава на цинка по-добро формоване и също е инхибитор на корозията, а кадмият осигурява силна устойчивост към корозията на цинка.
   Цинкът, използван в цинк-въглеродна батерия, трябва да е свободен от примеси като кобалт, медь, никел, желязо, тъй като тези материали участват в корозивни реакции с цинка в присъствието на електролит. Освен това желязото прави цинка по-твърд. Примеси като антимон, арсеник, магнезий правят цинка хрупък.

2. Катодният материал е диоксид на манган. Диоксидът на манган се смесва с акетилен черно и се намачква с хлорид на амоний, електролит, и се компресира в хидравлична машина, за да получи твърда форма на бобина.
   Бобината служи като положителен електрод на батерията. Прахов диоксид на манган (MnO2) и прахов черен въглерод се смесват с вода, хлорид на амоний (NH2Cl) или/и хлорид на цинк (ZnCl2). Тук MnO2 е активен катоден материал, но е с висока електрическа резистентност, а праховият черен въглерод увеличава проводимостта на катода. Тъй като праховият въглерод е добър абсорбент на влага, той също задържа влажния електролит в бобината. Отношението между MnO2 и въглерод може да варира от 3:1 до 11:1 по тегло, в зависимост от дизайна на батерията. Това отношение може да бъде 1:1, когато батерията е произвеждана за флаш на фотоапарати, тъй като тук високите импулси на тока са по-важни от капацитета.

   
   

   Има няколко типа диоксид на манган, използван в сухата цинк-въглеродна батерия.

   Преди графитът се използваше като проводим медиум на катодната бобина, но сега се използва прахов черен въглерод, тъй като той има специални свойства за задържане на влажния електролит и дава по-добра компресибилност и вискозитет на катодната смес. Клетки, съдържащи прахов акетилен черен в катодната смес, работят по-добре при интермитентни услуги, докато клетки, съдържащи графит в катодната смес, работят добре при високи и непрекъснати токове.

1. Естественият диоксид на манган (NMD) е наличен в естествените суровини на материала. Тези руди съдържат 70 до 85% диоксид на манган. Имат кристална структура от альфа и бета фаза.

2. Химически синтезиран диоксид на манган (CMD) съдържа 90 до 95% чист диоксид на манган. Има делта фаза кристална структура.

3. Електролитен диоксид на манган (EMD). EMD е най-скъп от останалите, но по отношение на производителността е най-добрият. Предоставя по-висок капацитет на батерията и се използва в тежки индустриални приложения. Има гама фаза кристална структура.

3. В тази бобиновидна катодна форма се вкарва въглероден прът, като колектор на ток от катода. Върхът на този въглероден прът също служи като положителен терминал на клетката.
   

   
   

   Нормално въглеродният прът се прави от компресиран въглерод. Той е много проводив. По природа въглеродът е много порест. Чрез лечение с восък и масло въглеродът се прави по-малко порест до определена степен, когато може да предотврати преминаването на влажен електролит, но може да пропусне газове. Правим това, за да могат водородът и двуокисът на въглерод, образувани при тежко разразряване на батерията, да излязат през този въглероден прът. Споменатите газове получават само този порест път за изход, тъй като горната част на бобината е запечатана с асфалт. Това означава, че въглеродният прът в цинк-въглеродна батерия също служи като път за изход на газовете, образувани при тежко разразряване.

4. Анодът и катодът са разделени от тънък слой зърнена pasta, намачкана с хлорид на амоний и хлорид на цинк, или стръв или полимерно покрито абсорбиращо крафтово хартия. Тънкият разделител намалява вътрешната резистентност на клетката.
   Често използваната клетка на Лекланш има електролит, който е влажна смес от хлорид на амоний и по-малко количество хлорид на цинк. Но от друга страна, клетката с хлорид на цинк използва само влажен хлорид на цинк като електролит. Въпреки това малко количество хлорид на амоний може да бъде добавено към хлорид на цинк, за да се осигури висока производителност на батерията с хлорид на цинк.

5. Върху катодната бобина е поставен подпорен пръстен (не-проводящ).

6. После над този пръстен е поставен асфалтен запечатък, а над асфалтения запечатък е поставен восъчен запечатък.
   Запечатващите устройства са там, за да предотвратят евариацията на електролита и водата по време на служебния и складовия живот на батерията.

7. След това запечатващо устройство отново е поставен пръстен, за да задържи запечатващия материал на място.

8. Този горен пръстен също задържа единичната метална капа, поставена върху въглеродния прът.

9. Сега сборката е покрита с метална, хартиена или пластмасова обвивка, за да придава естетичен вид. Етикетите и оценките са написани върху външната обвивка на клетката.

10. Долната част на клетката понякога е покрита със стоманена капа, която предоставя допълнителна защита.

Изявление: Уважавайте оригиналните, добри статии са за споделяне, ако има нарушение на права, моля, се свържете за изтриване.