Sinkkarisytyksen rakentaminen | Leclanchen solu

Leclanche'n akun rakenne

Yleisesti saatavissa olevalla sylinterimäisellä Leclanche'n solulla on seuraavat rakennuspiirteet.

1. Pieni sinkkipelitse tehty sylinteri toimii anodina ja se sisältää kaikki muut aktiiviset materiaalit ja akun elektrolyytin.
   Idealisesti akussa käytettävän sinkin tulisi olla 99,99 % puhtaata. Vaikka sinkki-karboni-akun säiliön valmistukseen käytetty sinkki sisältää 0,03–0,06 % kadmiumia ja 0,02–0,04 % lyijyä. Lyijy antaa sinkille parempia muotoilumahdollisuuksia, ja se myös estää korroosia, lisäksi kadmium tarjoaa vahvan korrosioiden vastustuksen sinkille. 
   Sinkki-karboni-akun sinkkiä tulisi pitää puhdasta impuriteeteista, kuten koboltista, kuparista, nikkelistä, rauta, koska nämä materiaalit osallistuvat sinkin korrosiiviseen reaktioon elektrolyytin läsnäollessa. Lisäksi rauta tekee sinkistä kovempaa. Antimonium, arseeni, magneesiumi tyyppiset impuriteetit tekevät sinkistä haurasta.

2. Kathoodimateriaali on manganeoksididi. Manganeoksididi sekoitetaan asetyyleenimusta ja sitten se kostutetaan ammoniumkloridielektrolyydillä, jälkeen se painetaan hydraulisella koneella tiiviiseen nippuun.
   Nippu toimii akun positiivisena elektronaisena. Jauhettua mangaanidioksidi (MnO2) ja jauhetta hiilikoita sekoitetaan vedellä, ammoniumkloridi (NH2Cl) tai/tai sinkkilorilli (ZnCl2). Tässä MnO2 on aktiivinen kathoodimateriaali, mutta erittäin sähköllisesti vastuinen, ja hiilikoittpöly kasvattaa kathoodin johtavuutta. Koska hiilikuitupöly on hyvä kosteuden imejä, se myös pidättää kostean elektrolyydin nippujen sisällä. MnO2 ja hiilen suhde voi vaihdella 3:1 – 11:1 painolta riippuen akun suunnittelusta. Tämä suhde voi olla myös 1:1, kun akku valmistetaan kameran salamavalotuksen varten, sillä tässä tilanteessa korkeat pulssi-sähköt ovat tärkeämpiä kuin kapasiteetti.

   
   

   Sinkki-karboni-akkuun käytetään useita tyyppejä manganeoksididia.

   Aiemmin grafitia käytettiin kathoodin nippun johtavana mediana, mutta nyt käytetään hiilikuitua, sillä sillä on erityisiä ominaisuuksia, jotka mahdollistavat kosteen elektrolyydin pitämisen ja parantavat nippuseoksen puristettavuutta ja viskositeettia. Nippuseoksessa, jossa on hiilikuitua, akut suoriutuvat paremmin epäsäännöllisessä käytössä, kun taas grafitilla varustetut akut suoriutuvat hyvin jatkuvassa ja korkeassa virrassa.

1. Luonnollinen manganeoksididi (NMD) on saatavilla luonnossa esiintyvänä raaka-aineena. Nämä maaperät sisältävät 70–85 % manganeoksididia. Se on alfa- ja beeta-faasissa.

2. Kemiallisesti syntetisoitu manganeoksididi (CMD) sisältää 90–95 % puhtaata manganeoksididia. Sillä on delta-faasi.

3. Elektroliittinen manganeoksididi (EMD). EMD on kalliimpaa kuin muut, mutta suorituskykyisempi. Se tarjoaa korkeamman kapasiteetin akulle, ja sitä käytetään raskaaseen teolliseen käyttöön. Sillä on gamma-faasi.

3. Tähän nippumäiseen kathoodiin upotetaan hiilikuitu, joka toimii sähkönkeräyksen kannalta kathoodista. Hiilikuidun yläosa toimii myös akun positiivisena terminaalina.
   

   
   

   Hiilikuitu on yleensä tehty painostetusta hiilikuitusta. Se on erittäin johtava. Luonteeltaan hiilikuitu on erittäin poraaninen. Vaha- ja öljykäsittelyllä hiilikuitua tehdään vähemmän poraanista tietylle rajalle, jolloin se voi estää kosteen elektrolyydin kuljettautumisen, mutta silti sallii kaasujen läpäistyä. Teemme näin, jotta akun raskaan purkauksen aikana syntyvät vety- ja hiilidioksidikaasut voivat päästä ulos tämän hiilikuitun kautta. Kyseiset kaasut löytävät vain tämän poraanisen polun, sillä nippun yläosa suljetaan asfaltilla. Tämä tarkoittaa, että hiilikuitu toimii myös puhdistusreitinä raskaan purkauksen aikana syntyville kaasuille.

4. Anodi ja kathodi erotetaan ohjalla serealin pastalla, joka on kostutettu ammoniumkloridilla ja sinkkilorillä, tai tärkkelyspapereilla, jotka on kohdennettu absortointipaperilla. Ohja erottaja vähentää solun sisäistä vastusta.
   Yleisesti käytetty Leclanche'n solu käyttää elektrolyyttä, joka on kostea ammoniumkloridin ja vähemmän sinkkilorin seos. Toisaalta sinkkilorisolussa käytetään vain kostea sinkkilorillä. Vaikka pieni määrä ammoniumkloridia voidaan lisätä sinkkilorille, varmistaaksemme sinkkilorisolun hyvän suorituskyvyn.

5. Kathodeen nippun päällä on sijoitettu tukeva pesukyna (epäjohtava).

6. Asfalttisuola on annettu tuen pesukynän yläpuolelle, ja sen yläpuolelle on annettu vahsu. Suolaukset ovat paikalla akussa estääksemme elektrolyydin ja veden evapooinnin sen käyttö- ja varastointiaikana.

7. Tämän suolauksen jälkeen on taas pesukyna, joka pitää suolauksen paikallaan.

8. Tämä yläpesukyna pitää paikallaan metallisen katon, joka on kiinnitetty hiilikuidun päälle.

9. Sitten kokoonpanoa peitetään metallisella, paperilla tai muovilla, jotta saadaan estetiikka. Etiketit ja arviot kirjoitetaan solun ulkopuolelle.

10. Solun pohja joskus on peitetty teräsvaatimeella, joka tarjoaa lisäsuojaa.

Lause: Kunnioita alkuperäistä, hyviä artikkeleita on jaettava, jos on loukkaus, otathan yhteyttä poistamaan.