Výstavba baterie s uhličitanem zinku | Leclanchův článek

Konstrukce Leclanche’ baterie

Běžně dostupné válcové Leclanche’ články na trhu mají následující konstrukční prvky.

1. Válcová nádoba vyrobená z tenkého plechu zinku, který slouží jako anoda a také obsahuje všechny ostatní aktivní látky a elektrolit baterie.
   Ideálně by měl být zinek použitý v baterii 99,99 % čistý. Ačkoli, zinek použitý pro výrobu kontejneru zinko-uhlíkové baterie obsahuje 0,03 až 0,06 % kadmu a 0,02 až 0,04 % olova. Olovo poskytuje lepší formovací kvalitu zinku a je také inhibitory koroze, navíc, kadmium poskytuje silnou korozi odolnost zinku.
   Zinek použitý v zinko-uhlíkové baterii měl by být zbaven nepříznivých příměsí, jako jsou kobalt, měď, nikl, železo, protože tyto materiály se zapojují do korozi reakcí s zinkem v přítomnosti elektrolitu. Kromě toho železo ztěžuje zinek. Antimon, arzen, hořčík typické příměsi dělají zinek křehkým.

2. Materiál katody je dusičnan draselný. Dusičnan draselný je smíšen s acetylenovou černou a nasycen chloridem amonného drasťového elektrolitu, stlačen v hydraulickém stroji, aby tvořil pevný bobinový tvar.
   Bobina slouží jako kladný elektrod baterie. Prachový oxid manganičitý (MnO2) a prachová černá uhlová jsou smíšeny s vodou, chloridem amonného drasťového (NH2Cl) nebo/anebo chloridem zinku (ZnCl2). Zde, MnO2 je aktivním materiálem katody, ale má velmi vysokou elektrickou odpor, a uhlíkový prach zvyšuje vodivost katody. Protože uhlíkový prach dobře absorbuje vlhkost, také udržuje mokrý elektrolit uvnitř bobiny. Poměr MnO2 a uhlíku může kolísat od 3:1 do 11:1 podle hmotnosti v závislosti na návrhu baterie. Tento poměr může být také 1:1, když se baterie vyrábí pro bleskové fotoaparáty, protože zde jsou vysoké pulzy proudu důležitější než kapacita.

   
   

   Existuje několik typů dusičnanu draselného používaných v suché zinko-uhlíkové baterii.

   Dříve se grafity používaly jako vodič pro katodu bobiny, ale nyní se používá uhlíková černá, protože má speciální vlastnosti udržování mokrého elektrolitu a poskytuje lepší kompresibilitu a viskozitu směsi katody. Cely obsahující uhlíkovou acetylenovou černou v směsi katody, fungují lépe v inseminovaných službách, zatímco cely obsahující grafity v směsi katody fungují dobře v provozu s vysokým a spojitým proudem.

1. Přirozený dusičnan draselný (NMD) je dostupný v přírodním rudě materiálu. Tyto rudy obsahují 70 až 85 % dusičnanu draselného. Má krystalickou strukturu alfa a beta fáze.

2. Chemicky syntetizovaný dusičnan draselný (CMD) obsahuje 90 až 95 % čistého dusičnanu draselného. Má delta fázi krystalické struktury.

3. Elektrolytický dusičnan draselný (EMD). EMD je nejdražší ze všech, ale z hlediska výkonu nejlepší. Poskytuje vyšší kapacitu baterie a používáme ho v těžkých průmyslových aplikacích. Má gama fázi krystalické struktury.

3. Do této bobinovité katody je vložen uhlíkový prut, který slouží jako sběrač proudu z katody. Horní část tohoto uhlíkového prutu slouží také jako kladný terminál článku.
   

   
   

   Obvykle vyrábíme uhlíkový prut z tlačeného uhlíku. Je velmi vodivý. Uhlík je podstatou velmi porózní. Úpravou vosku a olejem se uhlík stává méně porózní do určité míry, kdy dokáže zabránit průchodu mokrého elektrolitu, ale umožňuje průchod plyny. Uděláme to tak, aby mohly vytvořené plyny vodík a oxid uhličitý uniknout přes tento uhlíkový prut. Uvedené plyny mají pouze tento porózní cestu, protože horní část bobiny je zapečetěna asfalten. To znamená, že uhlíkový prut v zinko-uhlíkové baterii také slouží jako ventilace pro plyny vytvořené při těžkém vypalování.

4. Anoda a katoda jsou odděleny tenkou vrstvou kaštanové pasty nasycené chloridem amonného drasťového a chloridem zinku elektrolitu nebo škrobové nebo polymerově pokrytou absorbentní kraftovou papír. Tenký separátor snižuje vnitřní odpor článku.
   Běžně používaný Leclanche’ článek má elektrolit, který je mokrou směsí chloridu amonného drasťového a menší množství chloridu zinku. Na druhou stranu, zinková chloridová baterie používá pouze mokrý chlorid zinku jako elektrolit. Ačkoli malé množství chloridu amonného drasťového může být také přidáno do chloridu zinku, aby se zajistil vysoký výkon zinkové chloridové baterie.

5. Na vrcholu katody bobiny je umístěn podložka (nevodivá) na podporu.

6. Nad tuto podložku je poskytnuta asfaltová závěrka a nad asfaltovou závěrkou je vosková závěrka.
   Závěrky v baterii jsou k zabránění výparu elektrolitu a vody během jejího použití a skladování.

7. Po této závěrce je opět umístěna podložka, která drží závěrkový materiál na místě.

8. Tato horní podložka také drží jednodílnou kovovou víko, které je montováno na vrcholu uhlíkového prutu.

9. Teď je souhrn pokryt kovovým, papírovým nebo plastovým obalem, aby byl estetický. Popisky a hodnocení jsou napsány na vnější obal článku.

10. Spodní část článku někdy je pokryta ocelovým víkem, které poskytuje dodatečnou ochranu.

Prohlášení: Respektujte původ, dobré články stojí za sdílení, pokud dochází k porušení autorských práv, obraťte se na odstranění.