ساخت باتری روی کربنی | سلول لکلانش
ساخت باتری لکلانش
در سلولهای لکلانش استوانهای که در بازار به دست میآیند، ویژگیهای ساختاری زیر را دارند.
یک ظرف استوانهای از صفحه نازک روی، که به عنوان آند عمل میکند و همچنین تمام مواد فعال و الکترولیت باتری را در خود جای میدهد.
به طور مثالي، روی استفاده شده در باتری باید ۹۹.۹۹٪ خالص باشد. با اين حال، روی استفاده شده برای ساخت ظرف باتری روی-کربن حاوی ۰.۰۳ تا ۰.۰۶٪ کادمیوم و ۰.۰۲ تا ۰.۰۴٪ سرب است. سرب به روی کیفیت شکلدهی بهتر میدهد و همچنین مهارکننده فرسودگی است، علاوه بر این، کادمیوم مقاومت قویتری علیه فرسودگی به روی میدهد.
روی استفاده شده در باتری روی-کربن باید از آلایندههایی مانند کبالت، مس، نیکل، آهن که در حضور الکترولیت در واکنشهای فرسودگی با روی شرکت میکنند، پاک باشد. علاوه بر این، آهن روی را سختتر میکند. آلایندههایی مانند آنتیموان، آرسنیک، منیزیم روی را پرتکه میکنند.ماده کاتدی دیاکسید منگنز است. دیاکسید منگنز با کربن آセتیلنی مخلوط شده و با الکترولیت کلرید آمونیوم مرطوب شده و در یک ماشین هیدرولیک فشرده شده تا یک شکل محکم به شکل بابین بگیرد.
بابین 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 کاتدی است، اما مقاومت الکتریکی بالایی دارد، و پودر کربن سیاه رسانایی کاتد را افزایش میدهد. از آنجا که پودر کربن جاذب خوب رطوبت است، همچنین الکترولیت مرطوب را در داخل بابین 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 چون در اینجا جریانهای پالسی بالا از اهمیت بیشتری نسبت به ظرفیت برخوردار است.چند نوع دیاکسید منگنز در باتری روی-کربن خشک استفاده میشود.
قبلاً گرافیت به عنوان رسانای کاتدی بابین استفاده میشد، اما حالا کربن سیاه استفاده میشود چون خواص خاصی برای نگهداری الکترولیت مرطوب دارد و به مخلوط کاتدی فشردگی و ویسکوزیته بهتری میدهد. سلولهایی که شامل کربن آسهتیلنی سیاه در مخلوط کاتدی خود هستند، در خدمات نیمهپرداخته عملکرد بهتری دارند، در حالی که سلولهایی که شامل گرافیت در مخلوط کاتدی خود هستند در عملیات جریان بالا و مداوم عملکرد بهتری دارند.
دیاکسید منگنز طبیعی (NMD) در سنگ معدن طبیعی مواد موجود است. این سنگهای معدنی حاوی ۷۰ تا ۸۵٪ دیاکسید منگنز هستند. آنها ساختار بلوری آلفا و بتا دارند.
دیاکسید منگنز ترکیب شیمیایی (CMD) شامل ۹۰ تا ۹۵٪ دیاکسید منگنز خالص است. آن دارای ساختار بلوری دلتا است.
دیاکسید منگنز الکترولیتی (EMD). EMD گرانقیمتترین مورد بین دیگران است اما از نظر عملکرد بهترین است. ظرفیت باتری را افزایش میدهد و ما آن را در کاربردهای صنعتی سنگین استفاده میکنیم. آن دارای ساختار بلوری گاما است.
یک میله کربنی به شکل بابین کاتدی وارد میشود، به عنوان جمعکننده جریان از کاتد. بالای این میله کربنی نیز به عنوان ترمینال مثبت سلول عمل میکند.
معمولاً میله کربنی با کربن فشرده ساخته میشود. آن بسیار رسانایی بالایی دارد. کربن به طبیعت خود بسیار مسامی است. با درمان با نفت و شمع، کربن تا حدی کممسام میشود تا بتواند عبور الکترولیت مرطوب را جلوگیری کند، اما میتواند گازها را عبور دهد. ما این کار را انجام میدهیم تا گازهای هیدروژن و دیاکسید کربن تشکیل شده در زمان تخلیه شدید باتری بتوانند از طریق این میله کربنی خارج شوند. گازهای مذکور فقط مسیر مسامی را برای عبور دارند زیرا ما بخش بالایی بابین را با آسفالت میبندیم. به این معنا که میله کربنی در باتری روی-کربن همچنین به عنوان مسیر تخلیه گازهای تشکیل شده در زمان تخلیه شدید عمل میکند.
آند و کاتد با یک لایه نازک از گذشتگاه غلات مرطوب با الکترولیت کلرید آمونیوم و کلرید روی یا کاغذ جاذب کرافت پوشیده شده با نشا یا پلیمر جدا شدهاند. گذشتگاه نازک مقاومت داخلی سلول را کاهش میدهد.
یک سلول لکلانش معمولی الکترولیتی دارد که مخلوط مرطوب کلرید آمونیوم و مقدار کمتری کلرید روی است. اما از طرف دیگر، یک سلول کلرید روی فقط کلرید روی مرطوب را به عنوان الکترولیت استفاده میکند. با این حال، مقدار کمی کلرید آمونیوم ممکن است به کلرید روی اضافه شود تا عملکرد بالایی برای باتری کلرید روی تضمین شود.در بالای بابین کاتدی یک واشر حامی (غیرهادی) قرار داده میشود.
بالای آن واشر بستهبندی آسفالت و سپس بالای بستهبندی آسفالت بستهبندی شمعی وجود دارد.
ترتیبات بستهبندی در باتری وجود دارد تا تبخیر الکترولیت و آب در طول عمر استفاده و انبارش آن را جلوگیری کند.پس از این ترتیبات بستهبندی دوباره یک واشر قرار داده میشود تا مواد بستهبندی را در جای خود نگه دارد.
این واشر بالایی همچنین یک پوشش فلزی یکتکه را که بر روی میله کربنی قرار گرفته، نگه میدارد.
حالا مجموعه با پوشش فلزی، کاغذی یا پلاستیکی پوشانده میشود تا ظاهر زیبا داشته باشد. برچسبها و مشخصات روی پوشش خارجی سلول نوشته میشوند.
در بعضی مواقع قسمت پایین سلول با یک پوشش فولادی پوشانده میشود که محافظت اضافی ایجاد میکند.
بیانیه: احترام به اصل، مقالات خوب ارزش به اشتراک گذاشتن دارند، اگر تخلفی وجود دارد لطفاً تماس بگیرید تا حذف شود.
