Cink Karbon Pilinin Yapımı | Leclanche Hücre

Leclanche’ Pilinin Yapısı

Pazara genel olarak sunulan silindirik Leclanche’ hücrenin aşağıdaki yapısal özellikleri vardır.

1. İnce çinko levhasından yapılan silindirik kutu, anot olarak hizmet eder ve aynı zamanda pilin diğer aktif malzemelerini ve elektroliti içerir.
   İdeal olarak, pillerde kullanılan çinko %99,99 saf olmalıdır. Ancak, çinko-karbon pil kaplaması için kullanılan çinkoda %0,03 ila %0,06 kadmiyum ve %0,02 ila %0,04 kurşun bulunur. Kurşun, çinkoya daha iyi biçimlendirme kalitesi sağlar ve aynı zamanda bir korozyon inhibitörüdür. Ayrıca, kadmiyum çinkoya güçlü bir korozyon direnci sağlar.
   Çinko-karbon pilinde kullanılan çinko, kobalt, bakır, nikel, demir gibi kirleticilerden arındırılmış olmalıdır çünkü bu maddeler, elektrolit varlığında çinko ile korozyon reaksiyonlarına girerler. Ayrıca demir, çinkoyu sertleştirir. Antimon, arsenik, magnezyum gibi kirleticiler çinkoyu gevşekleştirir.

2. Katod malzemesi manganez dioksittir. Manganez dioksit, asetilen siyahı ile karıştırılır ve amonyum klorür elektroliti ile ıslatılır, hidrolik bir makine ile sıkıştırılarak katı bir bobin şekli verilir.
   Bobin, pilin pozitif elektrotu olarak hizmet eder. Toz manganez oksit (MnO2) ve toz karbon siyahı su, amonyum klorür (NH2Cl) veya/ve çinko klorür (ZnCl2) ile karıştırılır. Burada, MnO2 aktif katod malzemesidir, ancak yüksek elektriksel dirençlidir ve karbon siyahı tozu katodun iletkenliğini artırır. Karbon tozu, nem emici olduğu için, bobinin içindeki ıslak elektroliti tutar. MnO2 ve karbon oranı, pilin tasarımına bağlı olarak ağırlıkça 3:1 ile 11:1 arasında değişebilir. Bu oran, yüksek akım darbeleri kapasiteden daha önemli olduğunda, fotoğraf flaşları için üretilen pil için 1:1 olabilir.

   
   

   Kuru çinko-karbon pilinde birkaç tür manganez dioksid kullanılır.

   Önceden grafit, katod bobinin iletken medyası olarak kullanılıyordu, ancak şimdi karbon siyahı, ıslak elektroliti tutma ve katod karışımına daha iyi sıkıştırılabilirlik ve viskozite sağlama özellikleri nedeniyle kullanılmaktadır. Katod karışımında karbon asetilen siyahı bulunan hücreler, insemine hizmetlerde daha iyi performans gösterirken, katod karışımında grafit bulunan hücreler, yüksek ve sürekli akım işlemlerinde daha iyi performans gösterir.

1. Doğal Manganez Dioksidi (NMD), malzemenin doğal cevherinde mevcuttur. Bu cevherler, %70 ila %85 arasında manganez dioksit içerir. Alfa ve beta faz kristal yapısına sahiptir.

2. Kimyasal Olarak Sentezlenmiş Manganez Dioksidi (CMD), %90 ila %95 saf manganez dioksit içerir. Delta faz kristal yapısına sahiptir.

3. Elektrolitik Manganez Dioksidi (EMD). EMD, diğerlerine göre en pahalıdır, ancak performans açısından en iyisidir. Pili daha yüksek kapasiteye sahip hale getirir ve ağır endüstriyel uygulamalar için kullanılır. Gama faz kristal yapısına sahiptir.

3. Bu bobin şeklindeki katoda, katodan akım toplayıcı olarak bir karbon çubuğu yerleştirilir. Bu karbon çubuğun üst kısmı, hücrenin pozitif terminali olarak hizmet eder.
   

   
   

   Genellikle, karbon çubuk sıkıştırılmış karbonla yapılır. Çok yüksek iletkenliktedir. Karbon, doğası gereği çok porözdür. Balmumu ve yağ ile tedavi edilerek, karbon belirli bir dereceye kadar daha az poröz hale getirilebilir, böylece ıslak elektrolit geçmesini önleyebilir, ancak gazların geçmesine izin verir. Bu işlemi, pilin yoğun boşalması sırasında oluşan hidrojen ve karbondioksit gazlarının bu karbon çubuğu üzerinden kaçmasını sağlamak için yapıyoruz. Belirtildiği gibi gazlar, bobinin üst kısmının asfalt ile kaplanmasından dolayı, bu poröz yolu kullanarak dışarıya çıkabilir. Yani, bir karbon çubuğu, çinko-karbon pilinde ayrıca, yoğun boşalma sırasında oluşan gazların çıkış yolu olarak hizmet eder.

4. Anot ve katod, amonyum klorür ve çinko klorür elektroliti ile ıslatılmış ince bir tahıllı pasta tabakası ya da nişasta veya polimer kaplı emilim Kraft kağıdı ile ayrılır. İnce ayırıcı, hücrenin iç direncini azaltır.
   Sıkça kullanılan bir Leclanche’ hücre elektroliti, amonyum klorür ve az miktarda çinko klorürün ıslak karışımıdır. Ancak, çinko klorür hücreleri sadece ıslak çinko klorür elektroliti kullanır. Çinko klorür pilinin yüksek performansını sağlamak için, küçük miktarda amonyum klorür de çinko klorüre eklenilebilir.

5. Katod bobinin üzerinde, destekleyici bir Washer (iletken olmayan) yerleştirilir.

6. Washer'ın üzerine asfalt kaplama ve ardından asfalt kaplamasının üzerine balmumu kaplama yapılır.
   Kapalama düzenlemeleri, pilin hizmet ve depolama ömrü boyunca elektrolit ve suyun buharlaşmasını önlemek için pilde bulunur.

7. Bu kapalama düzenlemesinden sonra, tekrar bir washer yerleştirilir, böylece kapalama malzemesi yerinde tutulur.

8. Bu üstteki washer, karbon çubuğun üzerine monte edilmiş tek parça metal kapakta tutulur.

9. Şimdi, montaj metal, kağıt veya plastik cihazla kaplanarak estetik bir görünüm sağlanır. Hücrenin dış kapasına etiketler ve sınıflandırmalar yazılır.

10. Hücrenin alt kısmı bazen ek koruma sağlayacak bir çelik kapla kaplanır.

Beyan: Orijinali saygılı olun, iyi makaleler paylaşmaya değerdir, telif hakkı ihlali varsa lütfen silmek için iletişime geçin.