Konstrukcija baterije od cink-karbonskog materijala | Čelija Leclanche

Izgradnja Leclanche-ove baterije

Uobičajeno dostupna cilindrična Leclanche-ova celija na tržištu ima sledeće konstrukcijske karakteristike.

1. Cilindrični posuda izrađena od tankog zinkovog lista, služi kao anoda i takođe sadrži sve aktivne materije i elektrolit baterije.
   Idealno, zink koji se koristi u bateriji treba da bude 99,99% čist. Iako, zink korišćen za pravljenje posude zink-karbon baterije sadrži 0,03 do 0,06 % kadmija i 0,02 do 0,04 % olova. Olovo daje zinku bolju formirajuću osobinu, i takođe je inhibitor korozije, a kadijum pruža snažnu otpornost na koroziju otporu zinka.
   Zink korišćen u zink-karbon bateriji treba da bude slobodan od nečistoća poput kobalta, bakra, nikelja, željeza jer ove materije uključuju se u korozivne reakcije sa zinkom u prisustvu elektrolita. Pored toga, željezo čini zink tvrdijim. Antimon, arsenik, magnezijum tip nečistoća čine zink krhkim.

2. Materijal katode je dioksid mangana. Dioksid mangana se miješa sa acetilen crnom i namoči se amonijak-hloridnim elektrolitom, kompresovan je hidrauličkom mašinom kako bi dobila čvrstu bobinasti oblik.
   Bobina služi kao pozitivni elektrod baterije. Prstahvatni dioksid mangana (MnO2) i prstahvatni crni prah su mešani sa vodom, amonijak-hloridom (NH2Cl) ili/ili zink-hloridom (ZnCl2). Ovde, MnO2 jeste aktivni materijal katode, ali je visoko električki otprilazan, a crni prah povećava provodljivost katode. Budući da prah ugljena dobro apsorbira vlagu, takođe drži mokri elektrolit unutar bobine. Odnos MnO2 i ugljena može varirati od 3:1 do 11:1 po masi u zavisnosti od dizajna baterije. Ovaj odnos može biti i 1:1 kada se baterija proizvede za flaše fotoaparata jer tu su visoki impulsi struje važniji od kapaciteta.

   
   

   Postoji nekoliko vrsta dioksida mangana korišćenih u suhoj zink-karbon bateriji.

   Prethodno se grafik koristio kao provodni medij bobine katode, ali sada se koristi crni prah ugljena jer ima posebne osobine držanja mokrog elektrolita i pruža bolju kompresibilnost i viskoznost mješavini katode. Čelije koje sadrže acetilen crnu ugljenu u svojoj mješavini katode, bolje se nose u inseminiranim uslugama, dok čelije koje sadrže grafik u svojoj mješavini katode dobro se nose pri visokoj i kontinuiranoj strujnoj operaciji.

1. Prirodni dioksid mangana (NMD) dostupan je u prirodnim rudenim materijama. Ovi rudovi sadrže 70 do 85% dioksida mangana. Ima alfa i beta faznu kristalnu strukturu.

2. Kemijski sintetizovani dioksid mangana (CMD) sadrži 90 do 95% čistog dioksida mangana. Ima delta faznu kristalnu strukturu.

3. Elektrolitički dioksid mangana (EMD). EMD je najskuplji među ostalima, ali najbolji po performansama. Pruža veću kapacitet baterije, i koristimo ga u teškim industrijskim aplikacijama. Ima gama faznu kristalnu strukturu.

3. U ovu bobinasti oblik katode ubačen je ugljeni štap kao skupljač struje sa katode. Vrh ovog ugljenog štapa takođe služi kao pozitivni terminal čelije.
   

   
   

   Obično pravimo ugljeni štap sa kompresiranog ugljena. On je veoma provodljiv. Ugljen po prirodi je veoma porozan. Tretmanom sa voskom i uljem ugljen se čini manje poroznim do određene mere kada može sprečiti prolaz mokrog elektrolita, ali može proći plinove. To radimo tako da vodonik i ugljen-dioksid plinovi nastali tokom intenzivnog ispražnjenja baterije mogu proći kroz ovaj ugljeni štap. Navedeni plinovi imaju samo ovaj porozni put da prođu jer gornji deo bobine zaklopamo asfaltom. To znači da ugljeni štap u zink-karbon bateriji takođe služi kao ventilacijski put za plinove nastale tokom intenzivnog ispražnjenja.

4. Anoda i katoda su razdvojene tanjim slojem žitaraste paste namočene amonijak-hloridnim i zink-hloridnim elektrolitom ili štapičnim ili polimer pokrivenim absorbentnim Kraft papirom. Tanak separator smanjuje interni otpor čelije.
   Uobičajeno korišćena Leclanche-ova celija ima elektrolit koji je mokra mješavina amonijak-hlorida i manje količine zink-hlorida. Međutim, zink-hloridna čelija koristi samo mokri zink-hlorid kao elektrolit. Iako mala količina amonijak-hlorida može biti dodata zink-hloridu kako bi se osigurala visoka performansa zink-hloridne baterije.

5. Na vrhu bobine katode postavljen je podporni presednik (neprovodljiv).

6. Asfalt seal je obezbeđen iznad tog presednika, a iznad asfalt seal-a postoji voskov seal.
   Zatvaranje uređaja postoji u bateriji kako bi se sprečila evaporacija elektrolita i vode tokom njegove servisne i skladišne dužine života.

7. Nakon ovog zatvaranja ponovo je postavljen presednik kako bi se držao zatvarajući materijal na mjestu.

8. Ovaj gornji presednik takođe drži jednu komad metalne poklopne, koja je postavljena na vrhu ugljenog štapa.

9. Sada je sklop pokriven metaličkom, papirnatom ili plastikom jaknom kako bi se pružio estetski izgled. Etikete i ocene su napisane na spoljnoj poklopnici čelije.

10. Dno čelije ponekad je pokriveno čelikom koji pruža dodatnu zaštitu.

Izjava: Prijateljski odnos prema originalu, dobre članke vredno je deliti, ako postoji povreda autorskih prava, molim kontaktirajte za brisanje.