Будова щелочних батарей Функціонування щелочної батареї
Акумулятори стали одним з найважливіших та найчастіше використовуваних обладнань сьогодні. Акумулятори використовуються там, де постачання електроенергії не регулярне, де потрібна низька напруга (тобто нижча за напругу живлення); годинники, мобільні телефони та багато іншого малого обладнання, яке потребує меншу напругу, в основному працюють на акумуляторах. Основною перевагою акумуляторів є те, що їх можна заряджати і використовувати, коли здатність постачати енергію зменшується. Елементи - це одиниця акумулятора, багато елементів утворюють акумулятор. Існує два основні типи акумуляторів, свинцево-кислотний акумулятор та щелочний акумулятор.
Перший щелочний акумулятор був запущений на ринок компанією Eveready Battery, Торонто. Він був розроблений Левом Уррі, який працював у цій компанії хіміком.
Лев Уррі розробив невеликий щелочний акумулятор у 1949 році. Винахідник працював для компанії Eveready Battery Co. у їхньому дослідницькому лабораторії в Парма, Огайо. Щелочний акумулятор триває п'ять до восьми разів довше, ніж цинково-карбонові елементи, їхні попередники.
Щелочні акумулятори
Ці акумулятори були введені, щоб подолати вагу та механічну слабкість свинцових пластин. Основним принципом роботи щелочного акумулятора є реакція між цинком (Zn) та двоокисом марганцю (MnO2). Щелочний акумулятор називається так, оскільки електролітом, який використовується в ньому, є гідроксид калію, чисто щелочна речовина.
Переваги щелочного акумулятора
Він має високу енергетичну щільність.
Цей акумулятор однаково добре працює як у безперервних, так і у перерваних застосуваннях.
Цей акумулятор однаково добре працює при низькій та високій швидкості розряду.
Цей акумулятор однаково добре працює при середньої температури та при низьких температурах.
Щелочний акумулятор має також низьку внутрішню опір.
Він має достатньо довгу термін придатності.
У цьому акумуляторі низький рівень витоку.
Він має кращу просторову стабільність.
Недоліки щелочного акумулятора
На практиці цей тип акумулятора не має жодних недоліків, окрім своєї високої вартості.
Конструкція щелочного акумулятора
Корпус акумулятора виготовлений з порожнього сталевого барабана. Цей барабан містить всі матеріали акумулятора, і він також служить катодом акумулятора. Позитивний контакт акумулятора виділяється з верхньої частини цього барабана. Мініатюрний порошок двоокису марганцю (MnO2) з суміші з пилом вугілля формують на внутрішній поверхні порожнього циліндричного барабана. Ця формована суміш служить катодною сумішшю щелочного акумулятора. Внутрішня поверхня густого шару катодної суміші покрита паперовим роздільником. Центральний простір, всередині цього паперового роздільника, заповнений порошком цинку з електролітом гідроксиду калію. Цинк служить анодом, а його порошкова форма збільшує контактну поверхню. Паперовий роздільник, насичений гідроксидом калію, тримає електроліт між катодом (MnO2) та анодом (Zn). Металева стрижня (зазвичай з латуні) вставляється вздовж центральної осі щелочного акумулятора для збору негативного заряду. Цей стрижень називається негативним збирачем. Цей стрижень дотикається до металевої заглушеного капсула. Всередині металевої заглушеного капсула є пластиковий покрив, який електрично розділяє позитивний сталевий барабан і негативний заглушку щелочного акумулятора.
У клітині щелочного акумулятора, порошок цинку служить анодом; двоокис марганцю служить катодом, а гідроксид калію служить електролітом.
Перша половина реакції:
Друга половина реакції:
Загальна реакція:
Клітина щелочного акумулятора має напругу 1,5 В. Нова незаряджена клітина щелочного акумулятора показує напругу 1,50-1,65 В. Середня напруга під завантаженням може бути 1,1-1,3 В. Клітина AA щелочного акумулятора зазвичай має 700 мА.
Існує багато типів щелочного акумулятора залежно від різних параметрів.
Залежно від складу активних матеріалів пластин, існує чотири типи акумуляторів. Вони такі:
Нікель-зализний (або Едісон).
Нікель-кадмієвий (або Nife).
Срібло-цинк.
Алкум акумулятор.
Залежно від методу зборки, ці акумулятори класифікуються як герметичні та негерметичні клітини або акумулятори.
Залежно від конструкції пластин, щелочний акумулятор класифікують як закритого кармана та відкритого кармана тип акумулятора.
Застосування щелочних акумуляторів
Існує багато типів цих акумуляторів, і різні акумулятори використовуються для різних цілей. Наприклад, нікель-зализни акумулятори використовуються для приводу промислових вантажівиків і вантажівиків у шахтах. В умовах кондиціонування повітря також використовуються ці типи акумуляторів. Інший тип щелочного акумулятора - нікель-кадмієвий акумулятор; вони використовую
