Construcció de la Pila de Carboni de Zinc | Cèl·lula Leclanché

Construcció de la pila Leclanche’

La pila cilíndrica Leclanche’ que es troba habitualment al mercat té les següents característiques constructives.

1. Un recipient cilíndric fet d’una fulla fina de zinc, serveix com anode i també conté tots els altres materials actius i el electròlit de la pila.
   El zinc utilitzat en la pila hauria de ser del 99,99% de pureza. No obstant això, el zinc utilitzat per fer el recipient d’una pila de zinc-carboni conté un 0,03 a 0,06% de cadmi i un 0,02 a 0,04% de plom. El plom dona al zinc una millor qualitat de formació i també és un inhibidor de la corrosió, a més, el cadmi proporciona una forta resistència a la corrosió al zinc.
   El zinc utilitzat en la pila de zinc-carboni hauria de estar lliure d’impuretes com el cobalt, el cupre, el níquel i el ferro, ja que aquests materials participen en reaccions corrosives amb el zinc en presència del electròlit. A més, el ferro fa que el zinc sigui més dur. Les impuretes com l’antimoni, l’arsènic i el magnesi fan que el zinc sigui fragile.

2. El material càtode és diòxid de mangany. El diòxid de mangany s’amolla amb carboni acetilènic i es bagna amb electròlit de clorur d’ammoni, s’enceta en una màquina hidràulica per donar-li una forma sòlida de bobina.
   La bobina serveix com a electrodo positiu de la pila. L’òxid de mangany en pols (MnO2) i el carboni en pols són amesclats amb aigua, clorur d’ammoni (NH2Cl) o/ i clorur de zinc (ZnCl2). Aquí, el MnO2 és el material càtode actiu, però és molt resistent elèctricament, i el carboni en pols augmenta la conductivitat del càtode. Com que el pols de carboni absorbeix bé l’humitat, també reté el electròlit humit dins la bobina. La relació entre el MnO2 i el carboni pot variar de 3:1 a 11:1 en pes, depenent del disseny de la pila. Aquesta relació també pot ser 1:1 quan la pila es fabrica per a flashes de càmeres, ja que aquí els impulsos de corrent elevats són més importants que la capacitat.

   
   

   Hi ha diversos tipus de diòxid de mangany utilitzats en la pila de zinc-carboni seca.

   Abans es feia servir grafit com a mitjà conductor de la bobina càtode, però ara es fa servir carboni en pols, ja que té propietats especials per retenir el electròlit humit i aporta millor compressibilitat i viscositat a la barreja del càtode. Les cel·les que contenen carboni acetilènic en la seva barreja de càtode funcionen millor en serveis inseminats, mentre que les cel·les que contenen grafit en la seva barreja de càtode funcionen bé en operacions de corrent alta i contínua.

1. El Diòxid de Mangany Natural (NMD) està disponible en mineral natural del material. Aquests minerais contenen un 70 a 85% de diòxid de mangany. Té una estructura cristal·lina de fases alfa i beta.

2. El Diòxid de Mangany Sintetitzat Químicament (CMD) conté un 90 a 95% de diòxid de mangany pur. Té una estructura cristal·lina de fase delta.

3. El Diòxid de Mangany Electroquímica (EMD). L’EMD és el més car entre els altres, però el millor des del punt de vista de rendiment. Proporciona una capacitat més elevada de la pila, i es fa servir en aplicacions industrials de gran intensitat. Té una estructura cristal·lina de fase gamma.

3. S’insereix una varilla de carboni dins aquesta bobina de càtode, com a col·lector de corrent del càtode. El cap superior d’aquesta varilla de carboni també serveix com a terminal positiu de la cel·la.
   

   
   

   Normalment es fa la varilla de carboni amb carboni comprimit. És molt conductora. Per naturalesa, el carboni és molt porós. Amb un tractament de cera i oli, el carboni es fa menys porós fins a un cert punt, de manera que pot prevenir que el electròlit humit passi a través, però permet que els gasos hi passin. Ho fem així perquè els gasos d’hidrogen i diòxid de carboni formats durant la descàrrega intensa de la pila puguin escapar a través d’aquesta varilla de carboni. Dits gasos només tenen aquest camí porós per passar, ja que sellem la part superior de la bobina amb asfalt. Això significa que la varilla de carboni en la pila de zinc-carboni també serveix com a passadís de ventilació per als gasos formats durant la descàrrega intensa.

4. L’anode i el càtode estan separats per una capa fina de pasta de cereals humit amb electròlit de clorur d’ammoni i clorur de zinc o paper absorbent Kraft revestit de fécula o polímer. Un separador fin reduïx la resistència interna de la cel·la.
   Una cel·la Leclanche’ comú té un electròlit que és una barreja humida de clorur d’ammoni i una quantitat menor de clorur de zinc. Però, d’altra banda, una cel·la de clorur de zinc només fa servir clorur de zinc humit com a electròlit. Encara que es pot afegir una petita quantitat de clorur d’ammoni al clorur de zinc per assegurar un bon rendiment de la pila de clorur de zinc.

5. A sobre de la bobina de càtode hi ha un suport de rodamunt (no conductor) col·locat.

6. Es proporciona un sel·lament d’asfalt sobre aquest rodamunt i, després, sobre el sel·lament d’asfalt hi ha un sel·lament de cera.
   Els dispositius de sel·lament estan en la pila per prevenir l’evaporació del electròlit i de l’aigua durant la seva vida útil i de conservació.

7. Després d’aquest disposició de sel·lament, es col·loca un altre rodamunt per mantenir el material de sel·lament en el seu lloc.

8. Aquest rodamunt superior també manté la coberta metàlica d’una sola peça, instal·lada a sobre de la varilla de carboni.

9. Ara l’ensamblatge es cobreix amb una jaqueta metàlica, de paper o de plàstic per donar-li un aspecte estètic. Les etiquetes i les especificacions es escriuen a la coberta exterior de la cel·la.

10. La part inferior de la cel·la, de vegades, està coberta per una coberta d’acer que proporciona protecció addicional.

Declaració: Respecteu l’original, els bons articles meriteixen ser compartits, si hi ha alguna infracció contacteu per eliminar-lo.