Construción da pila de carbón-zinco | Cela de Leclanché

Construción da batería de Leclanché

A célula cilíndrica de Leclanché comúnmente dispoñible no mercado ten as seguintes características construtivas.

1. Unha lata cilíndrica feita dunha fina lámina de zinco, serve como ánodo e tamén contén todos os outros materiais activos e o electrólito da batería.
   Idealmente, o zinco usado na batería debe ser 99.99% puro. Aínda que, o zinco usado para facer un conxunto de batería de zinco-carbono ten 0.03 a 0.06 % de cadmio e 0.02 a 0.04 % de chumbo. O chumbo dá ao zinco unha mellor calidade de conformación, e tamén é un inibidor de corrosión, ademais, o cadmio proporciona unha forte resistencia á corrosión ao zinco.
   O zinco usado na batería de zinco-carbono debe estar libre de impurezas como cobalto, cobre, níquel, ferro porque estes materiais participan en reaccións corrosivas co zinco na presenza do electrólito. Ademais, o ferro fai que o zinco sexa máis duro. As impurezas tipo antimonio, arsénico, magnesio fan que o zinco sexa fráxil.

2. O material do cátodo é dióxido de manganeso. O dióxido de manganeso está mezclado con acetylene black e humedecido con electrólito de cloruro de amonio, comprimido nunha máquina hidráulica para darlle unha forma sólida de carrete.
   O carrete serve como electrodo positivo da batería. O óxido de manganeso en polvo (MnO2) e o carbono en polvo están mezclados con auga, cloruro de amonio (NH2Cl) ou/ou cloruro de zinco (ZnCl2). Aquí, o MnO2 é o material activo do cátodo, pero é altamente resistente eléctricamente, e o polvo de carbono aumenta a conductividade do cátodo. Como o polvo de carbono é un buen absorbedor de humidade, tamén retén o electrólito húmido dentro do carrete. A relación entre MnO2 e carbono pode variar de 3:1 a 11:1 por peso dependendo do deseño da batería. Esta relación tamén pode ser 1:1 cando a batería está fabricada para un flash de cámaras porque aquí as correntes de alta pulsación son máis importantes que a capacidade.

   
   

   Hai varios tipos de dióxido de manganeso usados na batería seca de zinco-carbono.

   Anteriormente, o grafito usábase como medio conductor do carrete do cátodo, pero agora úsase o carbono negro porque ten propiedades especiais para retener o electrólito húmido e dá mellor compressibilidade e viscosidade á mezcla do cátodo. As células que contén carbono acetylene black na súa mezcla de cátodo, funcionan mellor en servizos intermitentes, mentres que as células que contén grafito na súa mezcla de cátodo funcionan ben en operacións de corrente alta e continua.

1. O Dióxido de Manganeso Natural (NMD) está dispoñible no mineral natural do material. Estes minerais contén 70 a 85% de dióxido de manganeso. Ten unha estrutura cristalina alfa e beta.

2. O Dióxido de Manganeso Sintetizado Quimicamente (CMD) contén 90 a 95% de dióxido de manganeso puro. Ten unha estrutura cristalina delta.

3. O Dióxido de Manganeso Electrolítico (EMD). O EMD é o máis caro entre os demais, pero o mellor en termos de rendemento. Proporciona unha maior capacidade da batería, e usámolo en aplicacións industriais de alto rendemento. Ten unha estrutura cristalina gamma.

3. Unha vara de carbono insértase neste carrete de cátodo, como recolector de corrente desde o cátodo. A parte superior desta vara de carbono tamén serve como terminal positivo da célula.
   

   
   

   Normalmente, a vara de carbono fácese con carbono comprimido. É moi altamente condutor. O carbono por natureza é altamente poroso. Trátase o carbono con cera e aceite para facelo menos poroso ata certo punto, de xeito que poida prevenir que o electrólito húmido pase a través, pero permitindo que os gases pasen a través. Fámoso así, para que os gases de hidróxeno e dióxido de carbono formados durante a descarga pesada da batería poidan escaparse a través desta vara de carbono. Os ditos gases só teñen esta ruta porosa para pasar, xa que sellamos a parte superior do carrete con asfalto. Isto significa que a vara de carbono na batería de zinco-carbono tamén serve como paso de ventilación para os gases formados durante a descarga pesada.

4. O ánodo e o cátodo están separados por unha fina capa de pasta de cereal humedecida con electrólito de cloruro de amonio e cloruro de zinco ou papel Kraft absorbente revestido de fécula ou polímero. Un separador fino diminúe a resistencia interna da célula.
   Unha célula de Leclanché comunmente usada ten un electrólito que é unha mezcla húmida de cloruro de amonio e unha menor cantidade de cloruro de zinco. Pero, por outro lado, unha célula de cloruro de zinco só usa cloruro de zinco húmido como electrólito. Aínda que, unha pequena cantidade de cloruro de amonio tamén podeda engadirse ao cloruro de zinco, para asegurar o alto rendemento da batería de cloruro de zinco.

5. Na parte superior do carrete de cátodo hai unha arandela de apoio (non conductora) colocada.

6. Proporciórase un sellado de asfalto sobre esa arandela e despois sobre o sellado de asfalto hai un sellado de cera.
   Hai disposicións de sellado na batería para prevenir a evaporación do electrólito e da auga durante o seu período de servizo e almacenamento.

7. Despois desta disposición de sellado hai outra vez unha arandela colocada para manter o material de sellado no seu lugar.

8. Esta arandela superior tamén sostén a cuberta metálica de unha peça, montada na parte superior da vara de carbono.

9. Agora, a montaxe cubrése cunha xaqueta metálica, de papel ou de plástico para darlle un aspecto estético. As etiquetas e as valoracións escríbense na cuberta externa da célula.

10. A parte inferior da célula, ás veces, cubrése cunha cuberta de acero que proporciona protección extra.

Declaración: Respetar o original, bons artigos mérito compartir, se hai infracción contactar para eliminar.