Sucha bateria

Sucha akumulator wykorzystuje ogniwa wolte z pastowym elektrolitem

Co to jest sucha bateria?

A Sucha bateria Jest to akumulator, którego medium elektrolityczne składa się z pasty, a nie roztworu. Ten makaron ma jednak pewien poziom wilgotności i z takich powodów nie jest ściśle suchy.

Niewielka ilość wody wystarczy, aby jony mogły się poruszać, a zatem przepływ elektronów wewnątrz stosu.

Jego ogromną przewagą w porównaniu z pierwszymi mokrym akumulatorami jest to, że ponieważ jest to pasta elektrolityczna, jej zawartości nie można rozlać, co miało miejsce w przypadku mokrych baterii, które były bardziej niebezpieczne i delikatne niż ich suche odpowiedniki.

Biorąc pod uwagę niemożność wycieków, sucha bateria jest używana w wielu urządzeniach przenośnych i mobilnych.

Urządzenia te reprezentują komfort energii, mając energię chemiczną w kieszeni, którą można przekształcić w energię elektryczną.

W ten sposób nie zależy od strzałów prądowych ani energetycznych dostarczanych przez duże rośliny elektryczne i ich rozległe sieć wież i kabli.

Sucha struktura baterii

Na zdjęciu widać jego okładkę, która jest niczym więcej niż folią polimeryczną, stal i dwa terminale, których podkładki izolacyjne wyróżniają się z przodu.

Jest to jednak tylko jego zewnętrzny wygląd. W środku są najważniejsze części, które gwarantują ich właściwe funkcjonowanie.

Każda sucha bateria będzie miała swoje własne charakterystyki, ale rozważana zostanie tylko akumulator cynkowy, którego ogólną konstrukcję można uzyskać dla wszystkich innych baterii.

Zrozum przez baterię Związek dwóch lub więcej akumulatorów, a te ostatnie są ogniwami woltowymi, co zostanie wyjaśnione w następnej sekcji.

Może ci służyć: kwas indolalny: struktura, właściwości, uzyskiwanie, zastosowania

Elektrody

Wewnętrzna struktura stosu węgla cynkowego. Źródło: Wikimedia Commons

Na górnym obrazie pokazano wewnętrzną strukturę stosu cynkowego węglowego. Niezależnie od ogniwa woltejskiego, zawsze muszą istnieć (normalnie) dwie elektrody: jedna, z której elektrony odłączają się, a drugi, który je otrzymuje.

Elektrody są przewodami energii elektrycznej, tak że istnieją prąd, oba muszą mieć różne elektroonetywiczność.

Na przykład cynk, biała puszka, która otacza akumulator, jest miejscem, w którym elektrony pozostawiają obwód elektryczny (urządzenie), w którym łączy.

Z drugiej strony, w całym medium znajduje się graficzna elektroda węglowa, zanurzona również w pasty złożonej NH₄CL, Zncl₂ i Mno₂.

Ta elektroda jest tą, która odbiera elektrony i zauważa, że ​​ma symbol „+”, co oznacza, że ​​jest to dodatni terminal akumulatora.

Terminale

Jak zaobserwowano powyżej pręta grafitowego na obrazie, znajduje się dodatni zacisk elektryczny, a poniżej wewnętrznej puszki cynku, w którym przepływają elektrony, ujemny zacisk.

Dlatego baterie noszą marki „+” lub „-”, aby wskazać właściwy sposób podłączenia ich do urządzenia, a tym samym pozwolić mu się włączyć.

Piasek i wosk

Nawet jeśli nie zostanie pokazana, paste jest chroniona przez tłumiący piasek i uszczelka woskowa, która zapobiega temu przed łagodnymi uderzeniami mechanicznymi lub agitacja, rozlewa się lub wdraża z kontaktem ze stalą.

Jak działa sucha bateria?

Po pierwsze, jest to komórka woltowo -płciowa, to znaczy wytwarzała energię elektryczną z reakcji chemicznych. Dlatego reakcje redoks występują w bateriach, w których gatunki wygrywają lub tracą elektrony.

Może ci służyć: cytrynian sodu (C6H5O7NA3): Struktura, zastosowania, właściwości

Elektrody służą jako powierzchnia, która ułatwia i pozwala na rozwój tych reakcji. W zależności od ich obciążeń może wystąpić utlenianie lub zmniejszenie gatunków.

Aby lepiej to zrozumieć, wyjaśnione zostaną tylko aspekty chemiczne, że bateria cynkowa.

Utlenianie elektrody cynkowej

Gdy tylko elektroniczny artefakt zostanie włączony, akumulator zwolni elektrony przez utlenianie elektrody cynkowej. Można to przedstawić następującym równaniem chemicznym:

Zn => Zn²⁺ + 2e^--

Jeśli jest dużo Zn²⁺ otaczając metal, nastąpi polaryzacja z powodu dodatniego obciążenia, więc nie będzie już utleniania. Dlatego Zn²⁺ Musi być rozłożony przez makaron na katodę, gdzie wejdą elektrony powrotne.

Elektrony, gdy artefakt się aktywuje, wracają do drugiej elektrody: elektrody grafitu, aby spełnić niektóre gatunki chemiczne „czekające na to”.

Zmniejszenie chlorku amonu

Jak powiedziano wcześniej, w makaronie jest NH₄Cl i Mne₂, substancje, które zmieniają kwaśne pH. Gdy tylko elektrony wejdą, nastąpi następujące reakcje:

2nh₄⁺ + 2e^- => 2nh₃ + H₂

Dwa produkty, amoniak i wodór molekularny, NH₃ i H₂, Są to gazy i dlatego mogą „puchnąć” baterię, jeśli nie poniesie innych transformacji, takich jak następujące dwa:

Zn²⁺ + 4nh₃ => [Zn (NH₃)₄]²⁺

H₂ + 2mn₂ => 2mn (OH)

Zauważ, że amon został zmniejszony (wygrał elektrony), aby stać się NH₃. Następnie gazy te zostały zneutralizowane przez inne elementy makaronu.

Kompleks [Zn (NH₃)₄]²⁺ ułatwia rozpowszechnianie jonów Zn²⁺ w kierunku katody, a tym samym zapobiegaj „zatrzymaniu” baterii.

Może ci służyć: Cyclopentano (C5H10): Struktura, właściwości i zastosowania

Obwód zewnętrzny artefaktu działa jako most dla elektronów, w przeciwnym razie nigdy nie byłoby bezpośredniego połączenia między puszką cynku a elektrodą grafitową. Na obrazie konstrukcji obwód ten reprezentowałby czarny kabel.

Pobierać

Suche baterie mają wiele wariantów, rozmiarów i napięć roboczych. Niektóre z nich nie są ładowalne (pierwotne komórki woltomowe), podczas gdy inne tak (wtórne komórki woltomowe).

Bateria cynku-węglowa ma napięcie robocze 1,5 V. Jego formy zmieniają się w zależności od ich elektrod i składu ich elektrolitów.

Nadejdzie punkt, w którym zareagował cały elektrolit, i niezależnie od tego, ile utlenia się cynk, nie będzie gatunków, które otrzymują elektrony i promują ich uwalnianie.

Ponadto może się zdarzyć, że utworzone gazy nie są już zneutralizowane i pozostają ciśnieniem w akumulatorach.

Akumulatory cynku-węglowe i inne, które nie są ładowane, muszą zostać poddane recyklingowi, ponieważ ich składniki, zwłaszcza jeśli są to nikiel-kadm, są szkodliwe dla środowiska poprzez zanieczyszczenie gleb i wód.

Bibliografia

1. Bateria „suche komórki”. Wyzdrowiał z Makahiki.Kcc.Hawaje.Edu
2. Co to jest bateria suchego ogniwa? Pobrano z UpsbestyCenter.com
3. Jak działają baterie suchych komórek? Odzyskane po nauce.com
4. Baterie. Pobrano z Explinthatstuff.com.