Construção de Pilhas Alcalinas Funcionamento da Pilha Alcalina
Baterias tornaram-se um dos equipamentos mais importantes e mais utilizados atualmente. As baterias são usadas onde o fornecimento de energia não é regular, onde a tensão é necessária (ou seja, menor que a tensão de fornecimento); relógios, celulares e muitos outros tipos pequenos de equipamentos que requerem tensão menor, principalmente funcionam com bateria. A principal vantagem da bateria é que ela pode ser carregada e usada se a capacidade de fornecer energia diminuir. As células são a unidade da bateria, muitas células completam uma bateria. Existem principalmente dois tipos de bateria, bateria de chumbo-ácido e bateria alcalina.
A primeira bateria alcalina foi lançada no mercado pela Eveready Battery, Toronto. Foi desenvolvida por Lew Urry, que estava ligado a essa empresa como engenheiro químico.
Lew Urry desenvolveu a pequena bateria alcalina em 1949. O inventor estava trabalhando para a Eveready Battery Co. em seu laboratório de pesquisa em Parma, Ohio. A bateria alcalina dura cinco a oito vezes mais do que as células de zinco-carbono, suas predecessoras.
Baterias Alcalinas
Essas baterias foram introduzidas para superar o peso e a fragilidade mecânica das placas de chumbo. O princípio de funcionamento da bateria alcalina é baseado na reação entre zinco (Zn) e dióxido de manganês (MnO2). Uma bateria alcalina recebe esse nome porque o eletrólito usado nela é hidróxido de potássio, uma substância puramente alcalina.
Vantagens da Bateria Alcalina
Esta tem alta densidade de energia.
Esta bateria se desempenha igualmente bem em aplicações contínuas e intermitentes.
Esta se desempenha igualmente bem em taxas baixas e altas de descarga.
Esta também se desempenha igualmente bem em temperatura ambiente e em baixa temperatura.
A bateria alcalina também tem baixa resistência interna.
Tem vida útil suficientemente longa.
A vazamento é baixo nesta bateria.
Tem melhor estabilidade dimensional.
Desvantagem da Bateria Alcalina
Praticamente, este tipo de bateria não tem nenhuma desvantagem, exceto seu alto custo.
Construção da Bateria Alcalina
O corpo da bateria é feito de um tambor de aço oco. Este tambor contém todos os materiais da bateria e também serve como o catodo da bateria. O terminal positivo da bateria é projetado a partir do topo deste tambor. Pó fino de dióxido de manganês (MnO2) misturado com pó de carvão é moldado à superfície periférica interna do tambor cilíndrico vazio. Esta mistura moldada serve como a mistura de catodo da bateria alcalina. A superfície interna da camada espessa de mistura de catodo é coberta com um separador de papel. O espaço central, dentro deste separador de papel, é preenchido com pó de zinco com eletrólito de hidróxido de potássio. O zinco serve como anodo, e sua forma em pó aumenta a superfície de contato. O separador de papel encharcado com hidróxido de potássio mantém o eletrólito entre o catodo (MnO2) e o anodo (Zn). Um pino metálico (preferencialmente feito de latão) é inserido ao longo do eixo central da bateria alcalina para coletar a carga negativa. Este pino é chamado de pino coletor negativo. Este pino está em contato com uma tampa selada de extremidade metálica. Há uma cobertura plástica logo dentro da tampa selada de extremidade metálica, e esta cobertura plástica separa eletricamente o tambor de aço positivo e a tampa de extremidade negativa da bateria alcalina.
Em uma célula de bateria alcalina, o zinco em pó serve como anodo; o dióxido de manganês serve como catodo e o hidróxido de potássio serve como eletrólito.
A primeira meia reação é,
A segunda meia reação é,
Reação geral,
Uma célula de bateria alcalina é classificada para 1,5 V. Uma célula alcalina nova e não descarregada mostra uma tensão de 1,50 a 1,65 V. A tensão média tensão sob condição de carga pode ser de 1,1 a 1,3 V. Uma célula AA alcalina é geralmente classificada para 700 mA.
Há vários tipos de bateria alcalina dependendo de vários parâmetros.
Dependendo da composição dos materiais ativos das placas, existem quatro tipos de bateria. Eles são os seguintes,
Níquel-ferro (ou Edison).
Níquel-cádmio (ou Nife).
Prata-zinco.
Bateria alkum.
Dependendo do método de montagem, essas baterias são classificadas como células seladas e não seladas ou baterias.
Dependendo do design das placas, a bateria alcalina é classificada como bateria de bolso fechado e aberto.
Usos das Baterias Alcalinas
Existem vários tipos desta bateria e diferentes baterias são usadas para diferentes propósitos. Como, as baterias de níquel-ferro são usadas para a propulsão de caminhões industriais e locomotivas de minas. Em condições de ar condicionado, também, este tipo de bateria é usado. Outro tipo de bateria alcalina é a bateria de níquel-cádmio; elas são usadas em companhias aéreas comerciais, aviões militares para iniciar o motor principal. Portanto, podemos dizer que a bateria alcalina é principalmente usada em veículos móveis e fins industriais.
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