Xây dựng Pin Kẽm Carbon | Tế bào Leclanche
Xây dựng Pin Leclanche’
Trong các loại pin Leclanche’ hình trụ phổ biến trên thị trường có các đặc điểm cấu tạo sau.
Một vỏ trụ làm bằng tấm kẽm mỏng, đóng vai trò là cực âm và cũng chứa tất cả các vật liệu hoạt động và chất điện phân của pin.
Kẽm được sử dụng trong pin nên có độ tinh khiết 99,99%. Mặc dù, kẽm được sử dụng để làm vỏ cho pin kẽm-carbon có 0,03 đến 0,06% cadmium và 0,02 đến 0,04% chì. Chì giúp kẽm có chất lượng định hình tốt hơn và cũng là chất chống ăn mòn, ngoài ra, cadmium cung cấp khả năng chống ăn mòn mạnh mẽ cho kẽm.
Kẽm được sử dụng trong pin kẽm-carbon nên không chứa tạp chất như cobalt, đồng, niken, sắt vì những chất này tham gia vào phản ứng ăn mòn với kẽm trong môi trường chất điện phân. Ngoài ra, sắt làm cho kẽm cứng hơn. Các tạp chất như antimon, arsene, magiê làm cho kẽm giòn.Chất liệu cực dương là dioxide mangan. Dioxide mangan được trộn với acetylene đen và ẩm với chất điện phân clorua amoni, ép chặt bằng máy thủy lực để tạo thành hình bobbins rắn.
Bobbins này đóng vai trò là cực dương của pin. Bột oxit mangan (MnO2) và bột than đen được trộn với nước, clorua amoni (NH2Cl) hoặc/ và clorua kẽm (ZnCl2). Trong đó, MnO2 là chất cực dương hoạt động, nhưng có độ dẫn điện rất cao, và bột than đen tăng cường độ dẫn điện của cực dương. Do bột than có khả năng hấp thụ độ ẩm tốt, nó cũng giữ chất điện phân ẩm bên trong bobbins. Tỷ lệ giữa MnO2 và than có thể thay đổi từ 3:1 đến 11:1 theo trọng lượng tùy thuộc vào thiết kế của pin. Tỷ lệ này cũng có thể là 1:1 khi pin được sản xuất cho đèn flash của máy ảnh vì ở đây dòng điện xung mạnh hơn quan trọng hơn so với dung lượng.Có một số loại dioxide mangan được sử dụng trong pin kẽm-carbon khô.
Trước đây, graphite được sử dụng làm chất dẫn điện cho bobbins cực dương, nhưng hiện nay than đen được sử dụng do nó có đặc tính đặc biệt giữ chất điện phân ẩm và cung cấp độ nén và độ nhớt tốt hơn cho hỗn hợp cực dương. Các tế bào chứa than acetylene đen trong hỗn hợp cực dương hoạt động tốt hơn trong dịch vụ gieo hạt, trong khi các tế bào chứa graphite trong hỗn hợp cực dương hoạt động tốt trong chế độ dòng điện liên tục và cao.
Dioxide Mangan Tự Nhiên (NMD) có sẵn trong quặng tự nhiên của vật liệu. Những quặng này chứa 70 đến 85% dioxide mangan. Nó có cấu trúc tinh thể alpha và beta.
Dioxide Mangan Hóa Học (CMD) chứa 90 đến 95% dioxide mangan tinh khiết. Nó có cấu trúc tinh thể delta.
Dioxide Mangan Điện Giải (EMD). EMD là đắt nhất trong số các loại khác nhưng về hiệu suất là tốt nhất. Nó cung cấp dung lượng pin cao hơn, và chúng ta sử dụng nó trong các ứng dụng công nghiệp nặng. Nó có cấu trúc tinh thể gamma.
Một que than được chèn vào bobbins cực dương này, làm nhiệm vụ thu thập dòng điện từ cực dương. Đỉnh của que than này cũng đóng vai trò là cực dương của tế bào.
Chúng ta thường làm que than bằng cách nén than. Nó rất dẫn điện. Than tự nhiên rất nhiều lỗ hổng. Bằng cách xử lý bằng sáp và dầu, than được làm ít lỗ hổng đến mức có thể ngăn chặn chất điện phân ẩm đi qua, nhưng vẫn có thể cho khí đi qua. Chúng ta làm điều này để khí hydro và carbon dioxide được tạo ra trong quá trình xả mạnh của pin có thể thoát ra thông qua que than này. Các khí nói trên chỉ có con đường lỗ hổng này để đi qua vì chúng ta đã niêm phong phần trên của bobbins bằng asphalt. Điều đó có nghĩa là que than trong pin kẽm-carbon cũng đóng vai trò là đường thoát khí cho các khí được tạo ra trong quá trình xả mạnh.
Cực âm và cực dương được phân cách bởi một lớp mỏng của bột ngũ cốc ẩm với chất điện phân clorua amoni và clorua kẽm hoặc giấy Kraft hấp thụ chất điện phân phủ tinh bột hoặc polymer. Lớp phân cách mỏng giảm thiểu độ kháng trong của tế bào.
Một tế bào Leclanche’ thông thường có chất điện phân là hỗn hợp ẩm clorua amoni và một lượng nhỏ clorua kẽm. Nhưng ngược lại, tế bào clorua kẽm chỉ sử dụng clorua kẽm ẩm làm chất điện phân. Mặc dù một lượng nhỏ clorua amoni có thể được thêm vào clorua kẽm để đảm bảo hiệu suất cao của pin clorua kẽm.Phía trên bobbins cực dương có một vòng đỡ (không dẫn điện) được đặt.
Niêm phong bằng asphalt được cung cấp phía trên vòng đỡ và sau đó trên niêm phong asphalt có niêm phong bằng sáp.
Các biện pháp niêm phong trong pin để ngăn chặn sự bay hơi của chất điện phân và nước trong suốt thời gian sử dụng và bảo quản.Sau khi niêm phong, lại có một vòng đỡ được đặt để giữ nguyên liệu niêm phong tại chỗ.
Vòng đỡ trên cùng này cũng giữ một miếng kim loại một mảnh, được lắp trên đỉnh của que than.
Bây giờ bộ phận được bao phủ bằng áo khoác kim loại, giấy hoặc nhựa để tạo vẻ thẩm mỹ. Các nhãn và chỉ số được viết trên vỏ bên ngoài của tế bào.
Đôi khi, đáy của tế bào được bao phủ bằng nắp thép cung cấp bảo vệ bổ sung.
Tuyên bố: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
