Konstrukcija baterije od cinka i ugljenika | Leclanche celija

Konstrukcija Leclanche'ove baterije

U opće dostupnoj cilindričnoj Leclanche'ovoj celiji na tržištu nalaze se sljedeće konstrukcijske značajke.

1. Cilindrična posuda izrađena od tanke ploče cinka služi kao anoda i također sadrži sve ostale aktivne materijale i elektrolit baterije.
   Idealno, cink koji se koristi u bateriji trebao bi biti 99,99% čist. Iako, cink koji se koristi za izradu posude cink-karbon baterije ima 0,03 do 0,06 % bikada i 0,02 do 0,04 % olova. Olovo daje cinku bolje formirajuće svojstvo, a također je i inhibitor koroze, uz to, bikad pruža snažnu otpornost na korozijski utjecaj cinka.
   Cink koji se koristi u cink-karbon bateriji trebao bi biti slobodan od nečistoća poput kobalta, bakra, nika, željeza jer se ove materijale uključuju u korozijsku reakciju s cinkom u prisutnosti elektrolita. Uz to, željezo čini cink tvrdijim. Nečistoće poput antimonska, arsenika, magnezija čine cink lomljivim.

2. Materijal katode je dioksid mangana. Dioksid mangana miješa se s acetilen crnim i namoči se amonijevom kloridnom elektrolitom, stisnut je hidrauličkim strojem kako bi se dobila čvrsta bobinasta forma.
   Bobina služi kao pozitivni elektrod baterije. Prastani dioksid mangana (MnO2) i prašasti crni ugljen miješaju se s vodom, amonijevim kloridom (NH2Cl) ili/ili cink kloridom (ZnCl2). Ovdje, MnO2 je aktivni materijal katode, ali visoko električki uporan, a prašasti crni ugljen povećava provodljivost katode. Budući da prašasti crni ugljen dobro apsorbira vlagu, drži i mokri elektrolit unutar bobine. Omjer MnO2 i ugljena može varirati od 3:1 do 11:1 po masi ovisno o dizajnu baterije. Taj omjer može biti i 1:1 kada se baterija izrađuje za bljesk fotoaparata jer su tada visoki pulsni strujni tokovi važniji od kapaciteta.

   
   

   Postoji nekoliko vrsta dioksida mangana koje se koriste u suhoj cink-karbon bateriji.

   Prethodno se grafit koristio kao provodni medij za bobinu katode, ali sada se koristi crni ugljen jer ima posebna svojstva držanja mokrog elektrolita i pruža bolju kompresibilnost i viskoznost mješavini katode. Članci koji sadrže crni acetilen u mješavini katode, bolje se odražavaju u usložnim uslugama, dok se članci koji sadrže grafit u mješavini katode dobro odražavaju u visokim i kontinuiranim strujnim tokovima.

1. Prirodni dioksid mangana (NMD) dostupan je u prirodnim rudama materijala. Te ruda sadrže 70 do 85 % dioksida mangana. Ima alfa i beta fazu kristalne strukture.

2. Kemijski sintetizirani dioksid mangana (CMD) sadrži 90 do 95 % čistog dioksida mangana. Ima delta fazu kristalne strukture.

3. Elektrolitski dioksid mangana (EMD). EMD je najskuplji među drugima, ali najbolji performansom. Pruža veću kapacitet baterije, i koristimo ga u teškim industrijskim aplikacijama. Ima gama fazu kristalne strukture.

3. U tu bobinasto oblikovanu katodu umetnut je ugljeni štap kao skupljač struje s katode. Vrh tog ugljenog štapa također služi kao pozitivni terminal članka.
   

   
   

   Obično se ugljeni štap izrađuje sa stisnutim ugljenom. Izuzetno je provodljiv. Ugljen po prirodi je vrlo porozan. Tretmanom s voskom i uljem ugljen se čini manje poroznim do određene mjere kada može sprečiti prohod mokrog elektrolita, ali može propustiti plinove. To radimo kako bi vodik i ugljen dioksid plinovi nastali tijekom intenzivnog ispraznjenja baterije mogli proći kroz ovaj ugljeni štap. Navedeni plinovi imaju samo tu poroznu stazu za prolaz jer gornji dio bobine zaplijenjujemo asfaltom. To znači da ugljeni štap u cink-karbon bateriji također služi kao ventilacijska staza za plinove nastale tijekom intenzivnog ispraznjenja.

4. Anoda i katoda razdvojene su tankim slojem žitaraste paste namočene amonijevim kloridom i cink kloridom elektrolitom ili štapičnim ili polimerom prekrivenim absorbentnim Kraft papirom. Tanki separator smanjuje unutarnji otpornik članka.
   Zajednički korištena Leclanche'ova celija ima elektrolit koji je mokra mješavina amonijevog klorida i manje količine cink klorida. No, s druge strane, cink kloridna celija koristi samo mokri cink klorid kao elektrolit. Iako može biti dodana malo amonijevog klorida cink kloridu kako bi se osiguralo visoko performanse cink kloridne baterije.

5. Na vrhu bobine katode postavljen je podržavajući prsten (neprovodljiv).

6. Ispod tog prstena pružen je asfaltirani sigurnosni završetak, a iznad asfaltiranog sigurnosnog završetka postoji voskovni sigurnosni završetak.
   Sigurnosni uređaji u bateriji postavljeni su kako bi spriječili isparavanje elektrolita i vode tijekom njegove uporabe i skladištenja.

7. Nakon toga sigurnosnog uređaja ponovo je postavljen prsten kako bi se sigurnosni materijal zadržao na mjestu.

8. Taj gornji prsten također drži jedinstvenu metalnu poklopnu površinu, montiranu na vrhu ugljenog štapa.

9. Sada je sklop pokriven metaličkim, papirnatim ili plastikastim omotačem kako bi se dalo estetsko izgled. Oznake i ocjene napisane su na vanjskoj površini članka.

10. Dno članka ponekad je pokriveno čeličnom poklopnom površinom koja pruža dodatnu zaštitu.

Izjava: Poštujte original, dobre članke vrijedi podijeliti, ako je došlo do kršenja autorskih prava molimo kontaktirajte za brisanje.