Construcció i funcionament de les piles alcalines
Bateries han esdevingut un dels equips més importants i més utilitzats en aquests dies. Les bateries s'utilitzen on el subministrament d'energia no és regular, on es requereix una tensió baixa (és a dir, inferior a la tensió de subministrament); rellotges, mòbils i molts altres tipus d'equips petits que requereixen menys tensió, funcionen principalment amb bateria. La principal avantatge de la bateria és que es pot carregar i utilitzar si la capacitat de subministrar energia disminueix. Les cel·les són l'unitat de bateria, moltes cel·les completen una bateria. Hi ha principalment dos tipus de bateries, bateria plom-àcid i bateria alcalina.
La primera bateria alcalina va ser introduïda al mercat per Eveready Battery, Toronto. Va ser desenvolupada per Lew Urry, qui estava associat a aquesta companyia com a enginyer químic.
Lew Urry va desenvolupar la petita bateria alcalina el 1949. L'inventor treballava per a la Eveready Battery Co. al seu laboratori de recerca a Parma, Ohio. La bateria alcalina dura cinc a vuit cops més que les cel·les de zinc-carboni, els seus predecessors.
Bateries alcalines
Aquestes bateries s'han introduït per superar el pes i la debilitat mecànica de les plaques de plom. El principi de funcionament bàsic de la bateria alcalina es basa en la reacció entre el zinc (Zn) i el diòxid de mangany (MnO2). Una bateria alcalina rep aquest nom perquè l'electròlit utilitzat és hidróxid de potassi, una substància purament alcalina.
Avantatges de la bateria alcalina
Té una densitat d'energia alta.
Aquesta bateria funciona igual de bé en aplicacions contínues i intermitents.
Funciona igual de bé en un baix i alt ritme de descàrrega.
També funciona igual de bé a temperatura ambient i a baixa temperatura.
La bateria alcalina també té una resistència interna baixa.
Té una vida útil suficientment llarga.
La fuga en aquesta bateria és baixa.
Té millor estabilitat dimensional.
Desavantatges de la bateria alcalina
Pràcticament, aquest tipus de bateria no té cap desavantatge excepte el seu cost elevat.
Construcció de la bateria alcalina
El cos de la bateria està fet d'un tambor d'acer buit. Aquest tambor conté tots els materials de la bateria i també serveix com a catòd de la bateria. El terminal positiu de la bateria es projeta des de la part superior d'aquest tambor. Es fon una pols fina de diòxid de mangany (MnO2) mesclada amb pols de carbó a la superfície perifèrica interior del tambor cilíndric buit. Aquesta barreja fundida serveix com a barreja de catòd de la bateria alcalina. La superfície interior de la capa grossa de la barreja de catòd està coberta amb un separador de paper. L'espai central, dins aquest separador de paper, es omple amb pols de zinc amb electròlit d'hidróxid de potassi. El zinc serveix com a anòd, i la seva forma en pols augmenta la superfície de contacte. El separador de paper impregnat d'hidróxid de potassi manté l'electròlit entre el catòd (MnO2) i l'anòd (Zn). S'inserta un pin metàl·lic (preferiblement de lató) al llarg de l'eix central de la bateria alcalina per recollir la càrrega negativa. Aquest pin es diu pin col·lector negatiu. Aquest pin toca una tapa sellada metàl·lica. Hi ha una cobertura de plàstic just dins la tapa sellada metàl·lica, i aquesta cobertura de plàstic separa el tambor d'acer positiu i la tapa final negativa de la bateria alcalina.
En una cel·la de bateria alcalina, el zinc en pols serveix com a anòd, el diòxid de mangany com a catòd i l'hidróxid de potassi com a electròlit.
La primera meitat de la reacció és,
La segona meitat de la reacció és,
Reacció total,
Una cel·la de bateria alcalina té una tensió de 1,5 V. Una nova cel·la alcalina no descarregada mostra una tensió de 1,50 a 1,65 V. La tensió mitjana tensió sota condicions de càrrega pot ser de 1,1 a 1,3 V. Una cel·la AA alcalina generalment té una capacitat de 700 mA.
Hi ha diversos tipus de bateries alcalines depenent de diversos paràmetres.
Depenent de la composició dels materials actius de les plaques, hi ha quatre tipus de bateries. Són els següents,
Níquel ferro (o Edison).
Níquel-cadmi (o Nife).
Plata-zinc.
Bateria Alkum.
Depenent del mètode d'assembleig, aquestes bateries es classifiquen com a cel·les o bateries tancades i no tancades.
Depenent del disseny de les plaques, la bateria alcalina es classifica com a bateria de tipus de butxaque tancat i obert.
Usos de les bateries alcalines
Hi ha diversos tipus d'aquesta bateria i diferents bateries s'utilitzen per a diferents propòsits. Com, per exemple, les bateries de níquel-ferro s'utilitzen per a la propulsió de camions industrials i locomotors de mines. En condicions d'aire, també s'utilitza aquest tipus de bateria. Un altre tipus de bateria alcalina és la bateria de níquel-cadmi; s'utilitzen en aerolinies comercials, avions militars per iniciar el motor principal. Així, podem dir que la bateria alcalina s'utilitza principalment en vehicles en moviment i propòsits industrials.
Declaració: Respecteu l'original, els bons articles mereixen ser compartits, si hi ha infracció de drets d'autor contacteu per eliminar.
