ساختار باتری های الکالین عملکرد باتری الکالین

بتری‌ها در این روزها یکی از مهم‌ترین و پرکاربردترین تجهیزات شده‌اند. بتری‌ها در جاهایی که تامین برق منظم نیست یا جایی که ولتاژ پایین (یعنی کمتر از ولتاژ تامین) مورد نیاز است، مانند ساعت‌ها، تلفن‌های همراه و تجهیزات کوچک دیگری که ولتاژ کمتری می‌خواهند، استفاده می‌شوند. مزیت اصلی بتری‌ها این است که قابل شارژ بوده و اگر قابلیت تأمین انرژی آن‌ها کاهش یابد، می‌توانند مجدداً استفاده شوند. سلول‌ها واحد بتری هستند و چندین سلول یک بتری را کامل می‌کنند. عموماً دو نوع بتری وجود دارد، باتری سرب-اسید و بتری الکالاین.
اولین باتری الکالاین توسط شرکت Eveready Battery در تورنتو به بازار عرضه شد. این باتری توسط لو اوری که به عنوان مهندس شیمی در این شرکت مشغول به کار بود، توسعه یافته است.

لو اوری باتری الکالاین کوچک را در سال 1949 توسعه داد. این اختراع‌کننده در آزمایشگاه تحقیقاتی شرکت Eveready Battery در پارما، اوهایو کار می‌کرد. باتری الکالاین پنج تا هشت برابر طول عمر بیشتری نسبت به سلول‌های روی-کربن (پیشگامان آن‌ها) دارد.

باتری‌های الکالاین

این باتری‌ها برای غلبه بر وزن و ضعف مکانیکی صفحات سرب معرفی شده‌اند. اصل کار باتری الکالاین بر اساس واکنش بین روی (Zn) و دی‌اکسید منگنز (MnO2) است. باتری الکالاین به این نام خوانده می‌شود زیرا الکترولیت استفاده شده در آن هیدروکسید پتاسیم است، که یک ماده کاملاً الکالاین است.

مزایای باتری الکالاین

1. این باتری دارای چگالی انرژی بالاست.

2. این باتری در هر دو حالت کاری پیوسته و متناوب عملکرد یکسانی دارد.

3. این باتری در نرخ‌های بالا و پایین تخلیه عملکرد یکسانی دارد.

4. این باتری در دمای محیط و دمای پایین عملکرد یکسانی دارد.

5. باتری الکالاین مقاومت داخلی پایین دارد.

6. این باتری عمر خودداری کافی دارد.

7. در این باتری نشت کم است.

8. این باتری دارای پایداری بعدی بهتری است.

معایب باتری الکالاین

در عمل، این نوع باتری به جز هزینه بالا هیچ معیبی ندارد.

ساختار باتری الکالاین

بدنه باتری از یک سیلندر فولادی خالی ساخته شده است. این سیلندر تمام مواد باتری را شامل می‌شود و همچنین به عنوان آند باتری عمل می‌کند. انتهای مثبت باتری از بالای این سیلندر بیرون می‌آید. پودر دی‌اکسید منگنز (MnO2) با پودر ذغال خاکستری به سطح محیطی داخلی سیلندر خالی مولده می‌شود. این مخلوط مولده به عنوان مخلوط آند باتری الکالاین عمل می‌کند. سطح داخلی لایه ضخیم مخلوط آند با جداکننده کاغذی پوشیده شده است. فضای مرکزی داخل این جداکننده کاغذی با پودر روی و الکترولیت هیدروکسید پتاسیم پر شده است. روی به عنوان آند عمل می‌کند و فرم پودری آن سطح تماس را افزایش می‌دهد. جداکننده کاغذی که با هیدروکسید پتاسیم ترکیده است، الکترولیت را بین آند (MnO2) و آند (Zn) نگهداری می‌کند. یک سوزن فلزی (بهترین انتخاب برنز) در طول محور مرکزی باتری الکالاین جهت جمع‌آوری بار منفی وارد می‌شود. این سوزن به آن «سوزن جمع‌آوری منفی» می‌گویند. این سوزن با یک کلاهک مهر و موم شده فلزی تماس دارد. یک پوشش پلاستیکی دقیقاً در داخل کلاهک مهر و موم شده فلزی قرار دارد و این پوشش پلاستیکی آند فولادی مثبت و کلاهک پایانی منفی باتری الکالاین را الکتریکی جدا می‌کند.

در سلول باتری الکالاین، پودر روی به عنوان آند، دی‌اکسید منگنز به عنوان آند و هیدروکسید پتاسیم به عنوان الکترولیت عمل می‌کنند.
نیمه واکنش اول:

نیمه واکنش دوم:

واکنش کلی:

سلول باتری الکالاین برای 1.5 V رتبه‌بندی شده است. یک سلول الکالاین جدید و غیر شارژ شده ولتاژ 1.50 تا 1.65 V نشان می‌دهد. میانگین ولتاژ در شرایط بار 1.1 تا 1.3 V می‌باشد. سلول AA الکالاین معمولاً برای 700 mA رتبه‌بندی شده است.
بر اساس پارامترهای مختلف، انواع مختلفی از باتری الکالاین وجود دارد.
بر اساس ترکیب مواد فعال صفحات، چهار نوع باتری وجود دارد. آن‌ها به شرح زیر هستند:

1. نیکل-آهن (یا ادیسون).

2. نیکل-کادمیوم (یا Nife).

3. نقره-روی.

4. باتری آلکوم.

بر اساس روش مونتاژ، این باتری‌ها به دو گروه سیل شده و غیر سیل شده تقسیم می‌شوند.
بر اساس طراحی صفحات، باتری الکالاین به دو نوع جیب بسته و جیب باز تقسیم می‌شود.

کاربردهای باتری‌های الکالاین

انواع مختلفی از این باتری وجود دارد و باتری‌های مختلف برای اهداف مختلف استفاده می‌شوند. مثلاً، باتری‌های نیکل-آهن برای حرکت کامیون‌های صنعتی و لوکوموتیوها در معادن استفاده می‌شوند. در شرایط هوایی نیز از این نوع باتری استفاده می‌شود. نوع دیگری از باتری الکالاین باتری نیکل-کادمیوم است؛ این باتری‌ها در هواپیماهای تجاری و نظامی برای راه‌اندازی موتور اصلی استفاده می‌شوند. بنابراین می‌توان گفت که باتری الکالاین عموماً در وسایل نقلیه متحرک و اهداف صنعتی استفاده می‌شود.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.