Конструкция цинково-угольной батареи | Элемент Ле-Кланше

Конструкция батареи Ле-Кланше

Общедоступная цилиндрическая батарея Ле-Кланше, доступная на рынке, имеет следующие конструктивные особенности.

1. Цилиндрическая банка, изготовленная из тонкого листа цинка, служит анодом и также содержит все активные материалы и электролит батареи.
   Идеально, цинк, используемый в батарее, должен быть 99,99% чистым. Хотя, для изготовления контейнера цинково-угольной батареи используется цинк с 0,03 до 0,06% кадмия и 0,02 до 0,04% свинца. Свинец улучшает формовочные свойства цинка и является ингибитором коррозии, а кадмий обеспечивает высокую коррозионную стойкость цинку.
   Цинк, используемый в цинково-угольной батарее, должен быть свободен от примесей, таких как кобальт, медь, никель, железо, так как эти материалы вступают в коррозионную реакцию с цинком в присутствии электролита. Железо делает цинк более твердым. Примеси, такие как сурьма, мышьяк, магний, делают цинк хрупким.

2. Материал катода - диоксид марганца. Диоксид марганца смешивается с ацетиленовым черным и увлажняется хлоридом аммония, затем сжимается гидравлическим прессом, чтобы придать форму бобины.
   Бобина служит положительным электродом батареи. Порошок диоксида марганца (MnO2) и порошок углеродного черного смешиваются с водой, хлоридом аммония (NH2Cl) или/и хлоридом цинка (ZnCl2). Здесь, MnO2 - активный материал катода, но высокоэлектроустойчивый, а углеродный черный порошок увеличивает проводимость катода. Поскольку углеродный порошок хорошо впитывает влагу, он также удерживает влажный электролит внутри бобины. Соотношение MnO2 и углерода может варьироваться от 3:1 до 11:1 по весу в зависимости от дизайна батареи. Это соотношение также может быть 1:1, если батарея производится для использования в вспышках камер, так как здесь важны высокие импульсы тока, а не емкость.

   
   

   Существует несколько типов диоксида марганца, используемых в сухих цинково-угольных батареях.

   Ранее графит использовался как проводящий материал катода, но теперь используется углеродный черный, так как он обладает особыми свойствами удержания влажного электролита и обеспечивает лучшую сжимаемость и вязкость катодной смеси. Батареи, содержащие углеродный ацетиленовый черный в своей катодной смеси, лучше работают в непрерывном режиме, тогда как батареи, содержащие графит в своей катодной смеси, лучше работают при высоких и непрерывных токах.

1. Природный диоксид марганца (NMD) доступен в виде природной руды материала. Эти руды содержат 70-85% диоксида марганца. Он имеет кристаллическую структуру альфа и бета фаз.

2. Химически синтезированный диоксид марганца (CMD) содержит 90-95% чистого диоксида марганца. Он имеет дельта-фазовую кристаллическую структуру.

3. Электролитический диоксид марганца (EMD). EMD является самым дорогим, но по производительности лучшим. Он обеспечивает большую емкость батареи и используется в тяжелых промышленных применениях. Он имеет гамма-фазовую кристаллическую структуру.

3. Углеродный стержень вставляется в эту бобинообразную катодную часть, как сборник тока от катода. Верхняя часть этого углеродного стержня также служит положительным выводом элемента.
   

   
   

   Обычно углеродный стержень изготавливается из сжатого углерода. Он очень проводящий. По своей природе углерод сильно пористый. Обработка воском и маслом делает углерод менее пористым до определенной степени, чтобы предотвратить прохождение влажного электролита, но позволяют проходить газам. Мы это делаем, чтобы образующиеся при интенсивном разряде батареи водород и углекислый газ могли выходить через этот углеродный стержень. Указанные газы имеют только этот пористый путь, так как верхнюю часть бобины запечатывают асфальтом. То есть, углеродный стержень в цинково-угольной батарее также служит вентиляционным каналом для газов, образующихся при интенсивном разряде.

4. Анод и катод разделены тонким слоем пасты из злаков, увлажненной хлоридом аммония и хлоридом цинка, или бумагой, покрытой крахмалом или полимером. Тонкий разделитель уменьшает внутреннее сопротивление элемента.
   В обычной батарее Ле-Кланше электролит представляет собой влажную смесь хлорида аммония и меньшего количества хлорида цинка. Однако, в батарее с хлоридом цинка используется только влажный хлорид цинка в качестве электролита. Небольшое количество хлорида аммония также может добавляться к хлориду цинка, чтобы обеспечить высокую производительность батареи с хлоридом цинка.

5. На верхней части катодной бобины находится поддерживающая шайба (не проводящая).

6. Над этой шайбой предоставляется асфальтовая герметизация, а над асфальтовой герметизацией - восковая герметизация.
   Герметизирующие устройства в батарее предназначены для предотвращения испарения электролита и воды во время эксплуатации и хранения.

7. После этого герметизирующего устройства снова устанавливается шайба, чтобы удерживать герметизирующий материал на месте.

8. Эта верхняя шайба также удерживает однослойный металлический колпачок, установленный на верхней части углеродного стержня.

9. Теперь сборка покрывается металлической, бумажной или пластиковой оболочкой для придания эстетического вида. На внешней оболочке указываются метки и характеристики элемента.

10. Дно элемента иногда покрывается стальной крышкой, которая обеспечивает дополнительную защиту.

Заявление: Уважайте оригинал, хорошие статьи стоят того, чтобы ими делиться, при нарушении прав обратитесь для удаления.