알칼리 건전지 구조 알칼리 건전지 작동 원리
배터리는 요즘 가장 중요하고 많이 사용되는 장비 중 하나가 되었습니다. 배터리는 전력 공급이 불규칙하거나 낮은 전압이 필요한 경우(즉, 공급 전압보다 낮은 경우)에 사용됩니다. 시계, 휴대폰 등 낮은 전압을 필요로 하는 많은 소형 장비들이 주로 배터리를 사용합니다. 배터리의 주요 장점은 전력 공급 능력이 감소하더라도 충전하여 사용할 수 있다는 것입니다. 배터리의 단위는 셀이며, 여러 개의 셀이 모여 배터리를 완성합니다. 주로 두 가지 유형의 배터리가 있습니다. 연산-산성 배터리와 알칼리 배터리입니다.
처음 알칼리 배터리는 에버레디 배터리, 토론토에서 시장에 출시되었습니다. 이 배터리는 이 회사의 화학 엔지니어였던 Lew Urry에 의해 개발되었습니다.
Lew Urry는 1949년에 작은 알칼리 배터리를 개발했습니다. 발명가는 오하이오주 파르마의 연구 실험실에서 Eveready Battery Co.에서 일하고 있었습니다. 알칼리 배터리는 그 전신인 아연-탄소 셀보다 5~8배 더 오래 지속됩니다.
알칼리 배터리
이 배터리는 납 판의 무게와 기계적 약점을 극복하기 위해 도입되었습니다. 알칼리 배터리의 주요 작동 원리는 아연(Zn)과 이산화망간(MnO2) 사이의 반응을 기반으로 합니다. 알칼리 배터리는 사용되는 전해질이 순수한 알칼리 물질인 수산화포타슘이라는 점에서 이름이 붙여졌습니다.
알칼리 배터리의 장점
높은 에너지 밀도를 가집니다.
이 배터리는 연속 및 간헐적인 응용 프로그램에서 동일하게 잘 작동합니다.
낮은 방전률뿐만 아니라 높은 방전률에서도 동일하게 잘 작동합니다.
주변 온도뿐만 아니라 낮은 온도에서도 동일하게 잘 작동합니다.
알칼리 배터리는 또한 낮은 내부 저항을 가지고 있습니다.
충분히 긴 자기 수명을 가지고 있습니다.
이 배터리의 누출은 낮습니다.
더 나은 차원의 안정성을 가지고 있습니다.
알칼리 배터리의 단점
실제로 이 유형의 배터리는 높은 비용을 제외하고는 어떠한 단점도 없습니다.
알칼리 배터리의 구조
배터리의 본체는 빈 강철 드럼으로 만들어져 있습니다. 이 드럼은 배터리의 모든 재료를 포함하며, 동시에 배터리의 양극 역할을 합니다. 배터리의 양극 단자는 이 드럼의 상단에서 돌출됩니다. 미세한 입자 크기의 이산화망간(MnO2) 분말과 석탄 먼지를 혼합하여 빈 원통형 드럼의 내부 주변 표면에 성형합니다. 이 성형된 혼합물은 알칼리 배터리의 양극 혼합물 역할을 합니다. 두꺼운 양극 혼합물의 내부 표면은 종이 분리막으로 덮여 있습니다. 이 종이 분리막 내부의 중심 공간은 포타슘 수산화 전해질과 함께 아연 분말로 채워져 있습니다. 아연은 음극 역할을 하며, 분말 형태로 접촉 면적을 증가시킵니다. 포타슘 수산화에 적신 종이 분리막은 양극(MnO2)과 음극(Zn) 사이에 전해질을 보유합니다. 금속 핀(브라스로 만든 것이 좋음)이 알칼리 배터리의 중심축을 따라 삽입되어 음전하를 수집합니다. 이 핀은 음극 집전 핀이라고 합니다. 이 핀은 금속 끝부분의 밀봉 캡과 접촉합니다. 금속 끝부분의 밀봉 캡 바로 안쪽에는 플라스틱 커버가 있어 양극인 강철 드럼과 음극 끝부분 캡을 전기적으로 분리합니다.
알칼리 배터리 셀에서 분말 아연은 음극, 이산화망간은 양극, 그리고 포타슘 수산화는 전해질 역할을 합니다.
첫 번째 반응은,
두 번째 반응은,
전반적인 반응,
알칼리 배터리 셀은 1.5V로 등급 매겨집니다. 새로운 방전되지 않은 알칼리 셀은 1.50V부터 1.65V까지의 전압을 나타냅니다. 부하 조건 하의 평균 전압은 1.1V부터 1.3V까지입니다. AA 알칼리 셀은 일반적으로 700mA로 등급 매겨집니다.
다양한 알칼리 배터리 유형이 다양한 매개변수에 따라 존재합니다.
판의 활성 물질 구성에 따라 네 가지 유형의 배터리가 있습니다. 다음과 같습니다,
니켈 철(또는 에디슨).
니켈-카드뮴(또는 니페).
은 아연.
알쿰 배터리.
조립 방법에 따라 이러한 배터리는 밀봉 및 비밀봉 셀 또는 배터리로 분류됩니다.
판의 설계에 따라 알칼리 배터리는 폐쇄형 주머니 및 개방형 주머니 타입 배터리로 분류됩니다.
알칼리 배터리의 용도
이러한 배터리의 다양한 유형이 있으며, 서로 다른 배터리가 서로 다른 목적을 위해 사용됩니다. 예를 들어, 니켈-철 배터리는 산업용 트럭 및 광산 로코모티브의 추진, 공기 조건에서도 사용됩니다. 또 다른 유형의 알칼리 배터리는 니켈-카드뮴 배터리로, 상업용 항공기, 군용 비행기의 주 엔진 시작에 사용됩니다. 따라서 알칼리 배터리는 주로 이동식 차량과 산업 목적으로 사용된다고 말할 수 있습니다.
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