การสร้างแบตเตอรี่คาร์บอนสังกะสี | เซลล์เลคล็องช
การสร้างแบตเตอรี่ Leclanche’
ในเซลล์ Leclanche’ ทรงกระบอกที่มีจำหน่ายอยู่ในท้องตลาด มีคุณสมบัติการก่อสร้างดังนี้
กระป๋องทรงกระบอกทำจากแผ่นสังกะสีบางๆ ทำหน้าที่เป็นขั้วบวกและยังใช้ในการบรรจุวัสดุที่มีฤทธิ์และสารละลายไฟฟ้าของ แบตเตอรี่.
ในทางทฤษฎี สังกะสีที่ใช้ในแบตเตอรี่ควรบริสุทธิ์ 99.99% แม้ว่าสังกะสีที่ใช้สำหรับการทำภาชนะของแบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอนจะมีแคดเมียม 0.03 ถึง 0.06% และตะกั่ว 0.02 ถึง 0.04% ตะกั่วทำให้สังกะสีมีคุณภาพในการขึ้นรูปที่ดีขึ้น และยังเป็นสารยับยั้งการกัดกร่อน ทั้งนี้ แคดเมียมให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่แข็งแกร่งแก่สังกะสี
สังกะสีที่ใช้ใน แบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอน ควรมีความบริสุทธิ์โดยไม่มีสิ่งเจือปน เช่น โคบอลต์ ทองแดง นิกเกิล เหล็ก เพราะวัสดุเหล่านี้เข้าร่วมในการทำปฏิกิริยาการกัดกร่อนกับสังกะสีในสภาพของสารละลายไฟฟ้า นอกจากนี้เหล็กยังทำให้สังกะสีแข็งขึ้น ส่วนสารเจือปนเช่น อันทิโมนี อะเซนิก แมกนีเซียม ทำให้สังกะสีเปราะวัสดุขั้วลบคือไดออกไซด์ของแมงกานีส ไดออกไซด์ของแมงกานีสผสมกับดำอะซิเทลีนและชุบน้ำเกลือแอมโมเนีย บีบอัดด้วยเครื่องไฮดรอลิกเพื่อให้เป็นรูปร่างคล้ายหัวใจ
หัวใจนี้ทำหน้าที่เป็นขั้วลบของแบตเตอรี่ ผงออกไซด์ของแมงกานีส (MnO2) และผงคาร์บอนแบล็คผสมกับน้ำ แอมโมเนียมคลอไรด์ (NH2Cl) หรือ/และสังกะสีคลอไรด์ (ZnCl2) ที่นี่ MnO2 เป็นวัสดุขั้วลบหลักแต่มีความต้านทานไฟฟ้าสูง และผงคาร์บอนแบล็คเพิ่มความนำไฟฟ้าของขั้วลบ ผงคาร์บอนเป็นตัวดูดความชื้นที่ดีจึงสามารถเก็บสารละลายไฟฟ้าภายในหัวใจได้ ความสัมพันธ์ระหว่าง MnO2 และคาร์บอนอาจแตกต่างกันจาก 3:1 ถึง 11:1 โดยน้ำหนักขึ้นอยู่กับการออกแบบของแบตเตอรี่ ความสัมพันธ์นี้อาจเป็น 1:1 เมื่อ แบตเตอรี่ ถูกผลิตขึ้นสำหรับการแฟลชกล้องถ่ายรูป เพราะที่นี่กระแสไฟฟ้าสูงเป็นสิ่งสำคัญกว่าความจุมีหลายประเภทของไดออกไซด์ของแมงกานีสที่ใช้ในแบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอนแห้ง
เดิมทีกราไฟต์ถูกใช้เป็นสื่อนำไฟฟ้าของหัวใจขั้วลบ แต่ปัจจุบันใช้คาร์บอนแบล็คเนื่องจากมีคุณสมบัติพิเศษในการเก็บสารละลายไฟฟ้าและให้ความยืดหยุ่นและความหนืดที่ดีกว่ากับส่วนผสมขั้วลบ เซลล์ที่มีคาร์บอนอะซิเทลีนแบล็คในส่วนผสมขั้วลบจะทำงานได้ดีในบริการที่ฝังแน่น ในขณะที่เซลล์ที่มีกราไฟต์ในส่วนผสมขั้วลบจะทำงานได้ดีในกรณีที่มีกระแสไฟฟ้าสูงและต่อเนื่อง
ไดออกไซด์ของแมงกานีสธรรมชาติ (NMD) มีอยู่ในแร่ธรรมชาติของวัสดุ แร่เหล่านี้มีไดออกไซด์ของแมงกานีส 70 ถึง 85% มีโครงสร้างผลึกแบบแอลฟาและเบต้า
ไดออกไซด์ของแมงกานีสที่สังเคราะห์ทางเคมี (CMD) มีไดออกไซด์ของแมงกานีสบริสุทธิ์ 90 ถึง 95% มีโครงสร้างผลึกแบบเดลตา
ไดออกไซด์ของแมงกานีสจากการชุบ (EMD) EMD เป็นวัสดุที่แพงที่สุดในบรรดาอื่น ๆ แต่ดีที่สุดในด้านประสิทธิภาพ ให้ความจุแบตเตอรี่สูง และเราใช้มันในงานอุตสาหกรรมหนัก มีโครงสร้างผลึกแบบแกมมา
แท่งคาร์บอนถูกใส่เข้าไปในหัวใจขั้วลบที่มีรูปร่างคล้ายหัวใจ เพื่อเป็นตัวรวบรวมกระแสไฟฟ้าจากขั้วลบ ปลายบนของแท่งคาร์บอนนี้ยังทำหน้าที่เป็นขั้วบวกของเซลล์
เราทำแท่งคาร์บอนโดยการบีบอัดคาร์บอน ซึ่งมีความนำไฟฟ้าสูงมาก คาร์บอนโดยธรรมชาติมีความพรุน เราทำให้คาร์บอนมีความพรุนน้อยลงจนกระทั่งสามารถป้องกันสารละลายไฟฟ้าที่เปียกชื้นจากการผ่าน แต่ยังสามารถผ่านก๊าซได้ เราทำเช่นนี้เพื่อให้ก๊าซไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการปล่อยประจุไฟฟ้าสูงของแบตเตอรี่สามารถหลุดออกไปได้ผ่านแท่งคาร์บอนนี้ กล่าวคือ แท่งคาร์บอนใน แบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอน ยังทำหน้าที่เป็นทางผ่านสำหรับก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการปล่อยประจุไฟฟ้าสูง
ขั้วบวกและขั้วลบถูกแยกออกจากกันโดยชั้นบาง ๆ ของแปะก๊วยที่ชุบน้ำเกลือแอมโมเนียและสังกะสีคลอไรด์ หรือกระดาษซึมซับที่เคลือบด้วยแป้งหรือโพลิเมอร์ ชั้นแยกที่บางทำให้ความต้านทานภายในของเซลล์ลดลง
เซลล์ Leclanche’ ที่ใช้ทั่วไปมีสารละลายไฟฟ้าที่เป็นส่วนผสมของแอมโมเนียมคลอไรด์และสังกะสีคลอไรด์ในปริมาณน้อย แต่ในทางกลับกันเซลล์สังกะสีคลอไรด์ใช้เฉพาะสังกะสีคลอไรด์ที่เปียกชื้นเป็นสารละลายไฟฟ้า แม้ว่าจะมีแอมโมเนียมคลอไรด์เพียงเล็กน้อยเพิ่มเข้าไปในสังกะสีคลอไรด์เพื่อให้แบตเตอรี่สังกะสีคลอไรด์มีประสิทธิภาพสูงด้านบนของหัวใจขั้วลบมีวงแหวนรองรับ (ไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า) วางไว้
มีการปิดผนึกด้วยแอสฟัลต์เหนือวงแหวนรองรับนั้น และเหนือการปิดผนึกด้วยแอสฟัลต์มีการปิดผนึกด้วยแว็กซ์
การปิดผนึกใน แบตเตอรี่ เพื่อป้องกันการระเหยของสารละลายไฟฟ้าและน้ำระหว่างการใช้งานและการเก็บรักษาหลังจากนั้นมีวงแหวนรองรับอีกชิ้นวางไว้เพื่อตรึงวัสดุปิดผนึกให้อยู่ในที่
วงแหวนรองรับด้านบนนี้ยังทำหน้าที่ตรึงฝาโลหะที่ติดตั้งไว้บนแท่งคาร์บอน
จากนั้นชุดประกอบถูกครอบด้วยแจ็คเก็ตโลหะ กระดาษ หรือพลาสติกเพื่อให้มีความสวยงาม ฉลากและอัตราส่วนถูกเขียนบนปกนอกของเซลล์
ด้านล่างของเซลล์บางครั้งถูกปกคลุมด้วยฝาเหล็กเพื่อให้ความคุ้มครองเพิ่มเติม
คำชี้แจง: เคารพ ต้นฉบับ บทความที่ดีน่าแชร์ หากมีการละเมิดสิทธิ์โปรดติดต่อลบ
