Construcción de Baterías Alcalinas Funcionamiento de la Batería Alcalina
Baterías se han convertido en uno de los equipos más importantes y utilizados en la actualidad. Las baterías se usan donde el suministro de energía no es regular, donde se requiere un voltaje bajo (es decir, menor que el voltaje de suministro); relojes, teléfonos móviles y muchos otros tipos de equipos pequeños que requieren menos voltaje, principalmente funcionan con batería. La principal ventaja de las baterías es que se pueden cargar y usar si la capacidad de suministrar energía disminuye. Las celdas son la unidad de la batería, muchas celdas completan una batería. Principalmente hay dos tipos de batería, batería de plomo-ácido y batería alcalina.
La primera batería alcalina fue introducida en el mercado por Eveready Battery, Toronto. Fue desarrollada por Lew Urry, quien trabajaba como ingeniero químico en esta empresa.
Lew Urry desarrolló la pequeña batería alcalina en 1949. El inventor estaba trabajando para la compañía Eveready Battery Co. en su laboratorio de investigación en Parma, Ohio. La batería alcalina dura cinco a ocho veces más que las celdas de zinc-carbono, sus predecesoras.
Baterías Alcalinas
Estas baterías se introdujeron para superar el peso y la debilidad mecánica de las placas de plomo. El principio de funcionamiento principal de la batería alcalina se basa en la reacción entre el zinc (Zn) y el dióxido de manganeso (MnO2). Una batería alcalina recibe este nombre porque el electrolito utilizado en ella es hidróxido de potasio, una sustancia puramente alcalina.
Ventajas de la Batería Alcalina
Tiene una alta densidad de energía.
Esta batería se desempeña igualmente bien en aplicaciones continuas e intermitentes.
Se desempeña igualmente bien en tasas de descarga bajas y altas.
También se desempeña igualmente bien a temperatura ambiente y a baja temperatura.
La batería alcalina también tiene una baja resistencia interna.resistencia.
Tiene una vida útil lo suficientemente larga.
El goteo es bajo en esta batería.
Tiene mejor estabilidad dimensional.
Desventaja de la Batería Alcalina
Prácticamente, este tipo de batería no tiene ninguna desventaja excepto su alto costo.
Construcción de la Batería Alcalina
El cuerpo de la batería está hecho de un tambor de acero hueco. Este tambor contiene todos los materiales de la batería y también sirve como el cátodo de la batería. El terminal positivo de la batería se proyecta desde la parte superior de este tambor. Un polvo fino de dióxido de manganeso (MnO2) mezclado con polvo de carbón se funde a la superficie periférica interna del tambor cilíndrico vacío. Esta mezcla moldeada sirve como la mezcla de cátodo de la batería alcalina. La superficie interna de la capa gruesa de la mezcla de cátodo está cubierta con un separador de papel. El espacio central, dentro de este separador de papel, se llena con polvo de zinc con electrolito de hidróxido de potasio. El zinc sirve como ánodo, y su forma en polvo aumenta la superficie de contacto. El separador de papel empapado con hidróxido de potasio retiene el electrolito entre el cátodo (MnO2) y el ánodo (Zn). Un pin metálico (preferiblemente de latón) se inserta a lo largo del eje central de la batería alcalina para recolectar la carga negativa. Este pin se llama pin colector negativo. Este pin está en contacto con un tapón sellado metálico. Hay una cubierta de plástico justo dentro del tapón sellado metálico, y esta cubierta de plástico separa eléctricamente el tambor de acero positivo y el tapón final negativo de la batería alcalina.
En una celda de batería alcalina, el polvo de zinc sirve como ánodo; el dióxido de manganeso sirve como cátodo y el hidróxido de potasio sirve como electrolito.
La primera reacción parcial es,
La segunda reacción parcial es,
Reacción general,
Una celda de batería alcalina está calibrada para 1.5 V. Una celda alcalina nueva y no descargada muestra un voltaje de 1.50 a 1.65 V. El voltaje promedio bajo condiciones de carga puede ser de 1.1 a 1.3 V. Una celda AA alcalina generalmente está calibrada para 700 mA.
Existen varios tipos de batería alcalina dependiendo de varios parámetros.
Dependiendo de la composición de los materiales activos de las placas, hay cuatro tipos de batería. Son los siguientes,
Níquel hierro (o Edison).
Níquel-cadmio (o Nife).
Zinc plata.
Batería alkum.
Dependiendo del método de ensamblaje, estas baterías se clasifican como células selladas y no selladas o baterías. Dependiendo del diseño de las placas, la batería alcalina se clasifica como batería de bolsillo cerrado y de bolsillo abierto.
Usos de las Baterías Alcalinas
Existen diversos tipos de esta batería y diferentes baterías se utilizan para diferentes propósitos. Por ejemplo, las baterías de níquel-hierro se usan para la propulsión de camiones industriales y locomotoras mineras. En sistemas de aire acondicionado también se utilizan este tipo de baterías. Otro tipo de batería alcalina es la batería de níquel-cadmio; se utilizan en aerolíneas comerciales y aviones militares para iniciar el motor principal. Por lo tanto, podemos decir que la batería alcalina se utiliza principalmente en vehículos en movimiento y fines industriales.
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