Щелочные батареи Конструкция и принцип работы щелочной батареи
Батареи стали одним из самых важных и широко используемых устройств в наши дни. Батареи используются там, где подача электроэнергии нестабильна, а также там, где требуется низкое напряжение (то есть ниже, чем напряжение питания). Часы, мобильные телефоны и многие другие маленькие устройства, требующие меньшего напряжения, работают на батареях. Основное преимущество батарей заключается в том, что их можно заряжать и использовать, если способность подавать энергию уменьшается. Элементы являются единицами батареи, множество элементов образуют батарею. Существует два основных типа батарей, свинцово-кислотная батарея и щелочная батарея.
Первая щелочная батарея была выпущена на рынок компанией Eveready Battery, Торонто. Она была разработана Лью Урри, который работал в этой компании в качестве химика-инженера.
Лью Урри разработал маленькую щелочную батарею в 1949 году. Изобретатель работал в компании Eveready Battery Co. в их исследовательской лаборатории в Парме, штат Огайо. Щелочная батарея служит в пять-восемь раз дольше, чем цинково-углеродные элементы, которые были ее предшественниками.
Щелочные батареи
Эти батареи были созданы, чтобы преодолеть вес и механическую слабость свинцовых пластин. Основной принцип работы щелочной батареи основан на реакции между цинком (Zn) и диоксидом марганца (MnO2). Щелочная батарея получила свое название потому, что электролит, используемый в ней, является гидроксидом калия, чисто щелочным веществом.
Преимущества щелочной батареи
У нее высокая энергетическая плотность.
Эта батарея одинаково хорошо работает как в непрерывных, так и в прерывистых приложениях.
Она одинаково хорошо работает как при низкой, так и при высокой скорости разряда.
Она также одинаково хорошо работает при комнатной температуре, а также при низкой температуре.
У щелочной батареи также низкое внутреннее сопротивление.
У нее достаточно долгий срок службы.
Утечка в этой батарее минимальна.
У нее лучшая размерная стабильность.
Недостатки щелочной батареи
Практически этот тип батареи не имеет никаких недостатков, кроме своей высокой стоимости.
Конструкция щелочной батареи
Корпус батареи изготовлен из полого стального барабана. Этот барабан содержит все материалы батареи и также служит катодом батареи. Положительный контакт батареи выступает из верхней части этого барабана. Мелкозернистый порошок диоксида марганца (MnO2) смешанный с угольной пылью отливается на внутреннюю периферийную поверхность пустого цилиндрического барабана. Этот отлитый состав служит катодным составом щелочной батареи. Внутренняя поверхность толстого слоя катодного состава покрыта бумажным разделителем. Центральное пространство, внутри этого бумажного разделителя, заполнено порошком цинка с электролитом гидроксида калия. Цинк служит анодом, и его порошковая форма увеличивает площадь контакта. Бумажный разделитель, пропитанный гидроксидом калия, удерживает электролит между катодом (MnO2) и анодом (Zn). Металлический стержень (предпочтительно из латуни) вставляется вдоль центральной оси щелочной батареи для сбора отрицательного заряда. Этот стержень называется отрицательным сборным стержнем. Этот стержень соприкасается с металлической концевой герметичной крышкой. Существует пластиковая крышка, расположенная прямо внутри металлической концевой герметичной крышки, и эта пластиковая крышка электрически разделяет положительный стальной барабан и отрицательную концевую крышку щелочной батареи.
В ячейке щелочной батареи, порошок цинка служит анодом, диоксид марганца — катодом, а гидроксид калия — электролитом.
Первая половинная реакция:
Вторая половинная реакция:
Общая реакция:
Ячейка щелочной батареи рассчитана на 1,5 В. Новая, не разряженная щелочная ячейка показывает напряжение от 1,50 до 1,65 В. Среднее напряжение под нагрузкой может быть от 1,1 до 1,3 В. Ячейка AA обычно рассчитана на 700 мА.
Существуют различные типы щелочных батарей, зависящие от различных параметров.
В зависимости от состава активных материалов пластин, существуют четыре типа батарей. Они следующие:
Никель-железо (или Эдисона).
Никель-кадмий (или никель-железо).
Серебро-цинк.
Алкум-батарея.
В зависимости от метода сборки, эти батареи классифицируются как герметичные и негерметичные ячейки или батареи.
В зависимости от конструкции пластин, щелочная батарея классифицируется как закрытого карманного и открытого карманного типа батареи.
Применение щелочных батарей
Существуют различные типы этих батарей, и разные батареи используются для разных целей. Например, никель-железные батареи используются для привода промышленных тележек и локомотивов в шахтах. В системах кондиционирования воздуха также используются такие батареи. Другой тип щелочной батареи — это никель-кадмиевые батареи; они используются в коммерческих авиалиниях, военных самолетах для запуска основного двигателя. Таким образом, можно сказать, что щелочные батареи в основном используются в движущихся транспортных средствах и промышленных целях.
Заявление: Уважайте оригинал, хорошие статьи стоят того, чтобы ими делиться, если есть нарушение авторских прав, пожалуйста, свяжитесь для удаления.
