Bateria oksydowo-rtęciowa | Budowa Chemiczna Zalety Zastosowania

Podczas II wojny światowej stało się niezbędne posiadanie systemu baterii o stałym napięciu, dużej pojemności i długim czasie pracy pod warunkami ekstremalnych tropikalnych. Technologia baterii z tlenku rtęci cynkowego była znana ponad 100 lat, ale została pierwszy raz praktycznie wykorzystana przez Samuela Rubena podczas II wojny światowej. Dzięki jej stałym i stabilnym charakterystykom napięcia, jest szczególnie korzystna do użycia w zegarkach, aparatów fotograficznych i innych małych urządzeniach elektronicznych. Była również używana w niektórych wczesnych modelach pacemakerów.
Ze względu na jej niezwykle stabilną charakterystykę wyjściowego napięcia, bateria z tlenku rtęci była szeroko stosowana jako źródło odniesienia napięcia w elektrycznych instrumentach pomiarowych. Ponadto, bateria była również używana w małych rozrzucających minach satelitarnych, radiostacjach i wczesnych satelitach.

Obecnie te baterie stają się przestarzałe ze względu na problemy środowiskowe związane z rtęcią. Istnieją głównie dwa typy baterii z tlenku rtęci – jedna to bateria z tlenku rtęci cynkowego, a druga to bateria z tlenku rtęci kadmowego. Problemy środowiskowe są również związane z kadmem. Rynek tej baterii został zajęty przez baterie alkaline manganese dioxide, zinc-air, silver oxide i lithium.

Zalety baterii z tlenku rtęci cynkowego

1. Ma bardzo wysoką gęstość energii. Jest to około 450 Wh/L

2. Ma bardzo długi okres przechowywania.

3. Zostaje stabilna w szerokim zakresie gęstości prądu.

4. Jest bardzo efektywna elektrochemicznie.

5. Jest bardzo odporna i ogólnie nie jest wrażliwa na mechaniczne oddziaływania i drgania.

6. Daje stabilne 1.35 V napięcia otwartego obwodu, co jest ważną zaletą baterii z tlenku rtęci cynkowego.

7. Daje stabilne napięcie w ciągu długiego okresu pracy przy różnych wartościach prądu.

Wady baterii z tlenku rtęci cynkowego

1. Te baterie są bardzo drogie. Dlatego mają ograniczone zastosowanie.

2. Chociaż stosunek energii do objętości baterii jest wysoki, stosunek energii do masy jest umiarkowany.

3. Wydajność tej baterii nie jest bardzo dobra przy niskich temperaturach.

4. Ze względu na obecność rtęci, usuwanie zużytych baterii z tlenku rtęci cynkowego stanowi problem.

Zalety baterii z tlenku rtęci kadmowego

1. Ma dłuższy okres przechowywania.

2. Ma bardziej płaską krzywą rozładowania w dużym zakresie prądu.

3. W przeciwieństwie do baterii z tlenku rtęci cynkowego, działa efektywnie przy niskich temperaturach.

4. Poziom wydzielania gazu w baterii z tlenku rtęci kadmowego jest niski.

Wady baterii z tlenku rtęci kadmowego

1. Jest droższa niż bateria z tlenku rtęci cynkowego z powodu kadmu.

2. Standardowe napięcie otwartego obwodu tej baterii wynosi 0.9 V, co jest znacznie niższym niż w przypadku baterii z tlenku rtęci cynkowego.

3. Stosunek energii do objętości jest umiarkowany, a stosunek energii do masy jest niski.

4. Usuwanie baterii z tlenku rtęci kadmowego również tworzy problem środowiskowy ze względu na obecność zarówno kadmu, jak i rtęci.

Konstrukcja baterii z tlenku rtęci

Ta bateria była głównie produkowana w kształcie spodków, płaskich i cylindrycznych. W konfiguracji spodkowej, górna pokrywa baterii jest wykonana z stopu miedzi na wewnętrznej stronie i niklu lub nierdzewnej stali na zewnętrznej stronie. Górna pokrywa jest izolowana od dolnego kontenera za pomocą gumki nylonowej. Amalgamowany proszek cynku jest rozproszony w górnej pokrywie. Dolna część kontenera jest wypełniona mieszanką tlenku rtęci i grafitu. Graf