ساخت باتری روی کربنی | سلول لکلانش
ساخت باتری لکلاچه
در سلول‌های لکلاچه استوانه‌ای که در بازار موجود هستند، ویژگی‌های ساختاری زیر را دارند.
یک ظرف استوانه‌ای از فلز روی که به عنوان آنود عمل می‌کند و همچنین مواد فعال و الکترولیت باتری را نگهداری می‌کند.
به طور مثالي، روی استفاده شده در باتری باید ۹۹.۹۹٪ خالص باشد. اگرچه، روی استفاده شده برای ساخت ظرف باتری روی-کربن شامل ۰.۰۳ تا ۰.۰۶٪ کادمیوم و ۰.۰۲ تا ۰.۰۴٪ سرب است. سرب به روی کیفیت شکل‌دهی بهتری می‌دهد و همچنین مهارکننده فرسایش است، علاوه بر این، کادمیوم مقاومت قوی‌تری در برابر فرسایش به روی می‌دهد.
روی استفاده شده در باتری روی-کربن باید بدون آلودگی‌هایی مانند کوبالت، مس، نیکل، آهن باشد زیرا این مواد در حضور الکترولیت در واکنش فرسایشی با روی دخیل می‌شوند. علاوه بر این، آهن روی را سخت‌تر می‌کند. آلودگی‌هایی مانند انطباق، آرسنیک، منیزیم روی را پرتل می‌کنند.ماده کاتودی دی‌اکسید منگنز است. دی‌اکسید منگنز با کربن آسه‌تیلن مخلوط شده و با الکترولیت کلرید آمونیوم مرطوب شده و در یک ماشین هیدرولیک فشرده شده تا یک شکل استوانه‌ای جامد به دست آید.
این استوانه به عنوان الکترود مثبت باتری عمل می‌کند. پودر دی‌اکسید منگنز (MnO2) و پودر کربن سیاه با آب، کلرید آمونیوم (NH2Cl) یا/و کلرید روی (ZnCl2) مخلوط می‌شوند. در اینجا، MnO2 ماده فعال کاتودی است، اما مقاومت الکتریکی بالایی دارد و پودر کربن سیاه هدایت‌پذیری کاتود را افزایش می‌دهد. از آنجا که پودر کربن جاذب خوب رطوبت است، همچنین الکترولیت مرطوب را در داخل استوانه نگه می‌دارد. نسبت MnO2 و کربن می‌تواند از ۳:۱ تا ۱۱:۱ بر اساس وزن بسته به طراحی باتری متغیر باشد. این نسبت می‌تواند ۱:۱ باشد وقتی که باتری برای فلاش دوربین‌ها تولید می‌شود زیرا در اینجا جریان‌های پالسی بالا مهم‌تر از ظرفیت هستند.چند نوع دی‌اکسید منگنز در باتری روی-کربن خشک استفاده می‌شود.
قبلاً گرافیت به عنوان رسانای الکتریکی استوانه کاتودی استفاده می‌شد، اما حالا کربن سیاه استفاده می‌شود زیرا خاصیت خاص نگهداری الکترولیت مرطوب و فشردگی و ویسکوزیته بهتری به مخلوط کاتودی می‌دهد. سلول‌هایی که کربن آسه‌تیلن سیاه در مخلوط کاتودی آنها وجود دارد، در خدمات غیرمستقیم عملکرد بهتری دارند، در حالی که سلول‌هایی که گرافیت در مخلوط کاتودی آنها وجود دارد در عملکرد جریان بالا و مداوم بهتر عمل می‌کنند.
دی‌اکسید منگنز طبیعی (NMD) در سنگ معدن طبیعی این ماده موجود است. این سنگ‌های معدن شامل ۷۰ تا ۸۵٪ دی‌اکسید منگنز هستند. آنها ساختار بلوری آلفا و بتا دارند.
دی‌اکسید منگنز شیمیایی (CMD) شامل ۹۰ تا ۹۵٪ دی‌اکسید منگنز خالص است. آن دارای ساختار بلوری دلتا است.
دی‌اکسید منگنز الکترولیتی (EMD). EMD گران‌ترین مورد بین دیگران است اما از نظر عملکرد بهترین است. این ماده ظرفیت بیشتری از باتری را فراهم می‌کند و ما آن را در کاربردهای صنعتی سنگین استفاده می‌کنیم. آن دارای ساختار بلوری گاما است.
یک میله کربنی در این استوانه کاتودی شکل‌داده شده به عنوان جمع‌آورنده جریان از کاتود وارد می‌شود. بالای این میله کربن نیز به عنوان ترمینال مثبت سلول عمل می‌کند.
معمولاً میله کربن با کربن فشرده ساخته می‌شود. این ماده بسیار هدایت‌پذیر است. کربن به طبیعت خود پُر سوراخ است. با پوشش با воск و روغن، کربن تا حدی کم‌سوراخ‌تر می‌شود که می‌تواند عبور الکترولیت مرطوب را جلوگیری کند، اما گازها را عبور دهد. ما این کار را انجام می‌دهیم تا گازهای هیدروژن و دی‌اکسید کربن که در زمان تخلیه سنگین باتری تشکیل می‌شوند، از طریق این میله کربنی عبور کنند. فقط این مسیر سوراخ‌دار برای گازها وجود دارد زیرا بخش بالایی استوانه با آسفالت مسدود شده است. این بدان معناست که میله کربن در باتری روی-کربن همچنین به عنوان مسیر تخلیه گازها عمل می‌کند.
آنود و کاتود توسط یک لایه نازک پاست برنج مرطوب با الکترولیت کلرید آمونیوم و کلرید روی یا کاغذ جاذب پلیمری پوشیده شده جدا می‌شوند. جداکننده نازک مقاومت داخلی سلول را کاهش می‌دهد.
یک سلول لکلاچه معمولی دارای الکترولیتی است که مخلوط مرطوبی از کلرید آمونیوم و کمتر کلرید روی است. اما از طرف دیگر، سلول کلرید روی فقط کلرید روی مرطوب را به عنوان الکترولیت استفاده می‌کند. هرچند که مقدار کمی کلرید آمونیوم ممکن است به کلرید روی اضافه شود تا عملکرد بالایی را در باتری کلرید روی تضمین کند.در بالای استوانه کاتود یک حلقه پشتیبان (غیر رسانا) قرار داده می‌شود.
پوشش آسفالتی در بالای آن حلقه و سپس پوشش واکسی در بالای پوشش آسفالتی فراهم می‌شود.
ترتیبات مهر و موم در باتری وجود دارد تا تبخیر الکترولیت و آب را در طول عمر خدمت و ذخیره‌سازی جلوگیری کند.پس از این ترتیبات مهر و موم، دوباره یک حلقه قرار داده می‌شود تا ماده مهر و موم را در جای خود نگه دارد.
این حلقه بالایی نیز پوشش فلزی یک‌تکه را که بر روی میله کربن نصب شده است، نگه می‌دارد.
حالا مجموعه با پوشش فلزی، کاغذی یا پلاستیکی پوشانده می‌شود تا ظاهر زیبا داشته باشد. برچسب‌ها و مشخصات روی پوشش بیرونی سلول نوشته می‌شوند.
در بعضی مواقع، پایین سلول با یک پوشش فولادی پوشانده می‌شود که محافظت اضافی فراهم می‌کند.
بیانیه: احترام به اصلی، مقالات خوبی که ارزش به اشتراک گذاشتن دارند، در صورت نقض حق تکثیر لطفاً تماس بگیرید و حذف کنید.
