Konstrukcja baterii węglowo-cynkowej | Komórka Leclanche

Konstrukcja baterii Leclanche’

Dostępna na rynku cylindryczna komórka Leclanche’ ma następujące cechy konstrukcyjne.

1. Cylindryczna puszka wykonana z cienkiej blachy cynku służy jako anoda i zawiera wszystkie aktywne materiały i elektrolit baterii.
   Idealnie, cynk używany w baterii powinien być 99,99% czysty. Chociaż, cynk używany do produkcji kontenera dla baterii cynkowo-węglowej zawiera 0,03 do 0,06% kadmu i 0,02 do 0,04% ołowiu. Ołów nadaje cynkowi lepsze właściwości formowania i jest inhibitorem korozji, podczas gdy kadm daje silną odporność na korozję. oporu elektrycznego cynkowi.
   Cynk używany w baterii cynkowo-węglowej powinien być wolny od domieszków takich jak kobalt, miedź, nikiel, żelazo, ponieważ te materiały są zaangażowane w reakcje korodujące z cynkiem w obecności elektrolitu. Dodatkowo, żelazo wzmocnia cynk. Domieszki antymonu, arsenu, magnezu sprawiają, że cynk staje się kruchy.

2. Materiał katodowy to tlenek manganu (IV). Tlenek manganu (IV) jest mieszany z acetylenowym czarnym i wilgotnym chlorowcem amonu, następnie sprasowany w maszynie hydraulicznej, aby uzyskać solidny kształt bobiny.
   Bobina służy jako dodatni elektrod baterii. Mielony tlenek manganu (IV) (MnO2) i mielony węglowy pył są mieszane z wodą, chlorowcem amonu (NH2Cl) lub/lub chlorowcem cynku (ZnCl2). Tutaj, MnO2 jest aktywnym materiałem katodowym, ale ma wysoką oporność elektryczną, a węglowy pył zwiększa przewodność katody. Ponieważ pył węglowy dobrze absorbuje wilgoć, utrzymuje również mokry elektrolit wewnątrz bobiny. Stosunek MnO2 i węgla może wynosić od 3:1 do 11:1 w zależności od projektu baterii. Ten stosunek może również wynosić 1:1, gdy bateria jest produkowana dla błysków aparatów fotograficznych, ponieważ tutaj ważne są wysokie impulsy prądu, a nie pojemność.

   
   

   Istnieje kilka rodzajów tlenku manganu (IV) używanych w suchej baterii cynkowo-węglowej.

   Wcześniej grafit był używany jako materiał przewodzący katody, ale teraz używa się węglowego czarnego, ponieważ ma specjalne właściwości utrzymywania mokrego elektrolitu i zapewnia lepszą sprężystość i lepkość mieszaniny katodowej. Komórki zawierające węglowy czarny w mieszance katodowej działają lepiej w usłużnych warunkach, podczas gdy komórki zawierające grafity w mieszance katodowej działają dobrze przy wysokim i ciągłym prądzie.

1. Naturalny tlenek manganu (NMD) dostępny jest w naturalnym rudzie tego materiału. Te rudy zawierają 70 do 85% tlenku manganu (IV). Ma strukturę kryształową fazy alfa i beta.

2. Chemicznie syntetyczny tlenek manganu (CMD) zawiera 90 do 95% czystego tlenku manganu (IV). Ma strukturę kryształową fazy delta.

3. Elektrolityczny tlenek manganu (EMD). EMD jest najdroższy spośród innych, ale najlepszy pod względem wydajności. Zapewnia wyższą pojemność baterii i używamy go w ciężkich aplikacjach przemysłowych. Ma strukturę kryształową fazy gamma.

3. Do tej bobiny katodowej wstawiana jest węglowa sztywna drążka, która zbiera prąd z katody. Górna część tej węglowej sztywna drążka służy również jako dodatni terminal komórki.
   

   
   

   Normalnie robimy węglowe sztywna drążka z sprasowanego węgla. Jest bardzo przewodny. Węgiel z natury jest highly porous. Przez woskowanie i olejenienie węgiel robi się mniej porowaty do pewnego stopnia, kiedy może zapobiegać przepływowi mokrego elektrolitu, ale może przepuszczać gazy. Robimy to, aby wodór i dwutlenek węgla powstające podczas intensywnego rozładowania baterii mogły uciec przez tę węglową sztywna drążka. Powiedziane gazy mają tylko tę porowatą ścieżkę, aby przejść, ponieważ górna część bobiny jest zabezpieczona asfaltenem. To oznacza, że węglowa sztywna drążka w baterii cynkowo-węglowej również służy jako droga wentylacyjna dla gazów powstających podczas intensywnego rozładowania.

4. Anoda i katoda są oddzielone cienką warstwą pasty zbożowej nawilżonej chlorowcem amonu i chlorowcem cynku lub papierem absorbującym pokrytym skrobią lub polimerem. Cienka separatora zmniejsza wewnętrzną oporność elektryczną komórki.
   Typowo używana komórka Leclanche’ ma elektrolit, który jest mokrą mieszanką chlorowca amonu i mniejszej ilości chlorowca cynku. Ale z drugiej strony, komórka cynkowa zawiera tylko mokry chlorowiec cynku jako elektrolit. Choć mała ilość chlorowca amonu może również być dodana do chlorowca cynku, aby zapewnić wysoką wydajność baterii cynkowej.

5. Na szczycie bobiny katodowej umieszczany jest wspornik (nieruchomy) (nieprzewodzący).

6. Powyżej tego wspornika znajduje się asfaltowy zamek, a ponad asfaltowym zamkiem jest woskowy zamek.
   Zamek jest tam w baterii, aby zapobiec parowaniu elektrolitu i wody podczas jej użytkowania i przechowywania.

7. Po tym zamku jest ponownie umieszczany wspornik, aby utrzymać materiał zamek na miejscu.

8. Ten górny wspornik również utrzymuje jednopięciowy metalowy pokrywy, zamontowany na szczycie węglowej sztywna drążka.

9. Teraz montaż jest pokryty metalową, papierową lub plastikową okładką, aby nadać estetyczny wygląd. Etykiety i oceny są napisane na zewnętrznym pokrywie komórki.

10. Na dole komórki czasami jest pokryty stalową pokrywą, która zapewnia dodatkową ochronę.

Oświadczenie: Szanuj oryginalność, dobre artykuły są warto udostępniać, jeśli doszło do naruszenia autorskich proszę o skontaktowanie się z celu usunięcia.