Sóoldat és alkáli elemek

Mangán-cink elemek két változatban gyártják: egy sót és egy lúgos elektrolitot.

mangán-elemeket

Egészen a közelmúltig, az elemek elektrokémiai rendszer a leggyakoribb, annak ellenére, hogy ezek voltak az első és gyakorlatilag változatlan maradt, mivel a jellemzőit:

For gyártó:
- olcsó és nyersanyagok hozzáférhetősége
- egyszerű technológiával
a vevő számára:
- alacsony véges érték határozza meg az alacsony költségű termelő;
- egyszerű használat;
- kielégítő a legtöbb alkalmazás oblosti elektromos paraméterek.

Ez az arány az ár és a minőség lehetővé tette számukra, közel fél évszázada, hogy tartsa a tenyér. Mégis, az elmúlt években számos gyártó folyamatosan csökkenti a termelési vagy teljesen megtagadja a kiadását, a megnövekedett követelményeknek a modern gyártó az elektronikus berendezések a villamos paramétereit tápegységek.

A hátrányok között a só akkumulátorok:
- éles feszültségesés kisülési áram;
- jelentős csökkenését feladta kapacitás kisütőáramnál növekedés szükséges értékeket a jelenlegi eszközök;
- erőteljes romlása jellemzők alacsony hőmérsékleten;
- egy kis eltartható (körülbelül két év).

A „névleges kapacitás” ritkán jellemzésére használt mangán-cink elemek, hiszen a kapacitás erősen függ az üzemmód és a működési feltételek.

A fő hátránya ezeknek az elemeknek nagy feszültségesés rátát jelentős mentesítés és csökkentett kapacitás növelésével a kisülési áram. A végső kisülési feszültség megfelelően van beállítva a terhelési tartományon belül 0,7-1,0 V.

Ez nem csak a kisülési áram értékét, de az ütemterv és a terhelést. Szakaszos lezárása közepes és nagy áramok, hogy az akkumulátorok jelentősen növekszik összehasonlítva a folyamatos működést. Azonban kis kisütőáramnál és hónapos munka megszakításának a kapacitás csökkenhet következtében önkisülés.

Az elemek működőképes a hőmérséklet -20 és +60 ° C-on A hosszabb idejű magas hőmérséklet növeli a önkisülés elemek. Egy alacsony hőmérsékleten tartály adta jelentősen csökken. Azonban, amikor az elektrolit készítményt egy sor olyan hidegálló akkumulátorok megmunkálható az -40 és +40 ° C-on

A működőképesség só mangán-cink elemek jelentősen befolyásolja a tárolás ideje után gyártás. Önkisülés őket elsősorban úgy határoztuk meg korrózió a cink elektród, és a kapott az aktív tömeg a pozitív elektród elektrolit sűrítőanyagok. Attól függően, hogy az aktív készítmények és kiszerelési elektrolit típusú és méretű elemek a biztonsági értéke 1 és 3 év. Végére a garantált távú elvesztése kapacitása lehet 30-40%.

Amikor a használt eszközök az elemek az utolsó szakaszában kiöntés és annak befejezését előfordulhat folyik az elektrolit, mivel a térfogat-növekedése az aktív tömeg a pozitív elektród és az elektrolit extrudáljuk a pórusaiból. Különösen ez a hatás erősen nyilvánul után nagy áramú kisülés vagy rövidzárlat. Végén a kisülési miatt a lassú bomlás mangán-dioxidot is felszabadult oxigén, és ennek eredményeként a korrózió cink - hidrogén, ami szintén hozzájárul, hogy növelje a belső térfogata az elemeket.

A negatív elektród anyaga korrózióálló nagy tisztaságú cink (cink-tömegtörtje 99,94% vagy több). Cink tartalmaz kis mennyiségű ólom, kadmium, illetve gallium (tized vagy század mennyiségben), amelyek gátolják a cink korróziós.

Az elektrolit a e rendszer elemeit korábban ammónium-klorid-oldatot (klasszikus elemek Leklanshe). ammónium-klorid részt vesz a jelenlegi-termelő reakciók, az elektrolit biztosítja az ionos vezetőképességet és stabilizálja a pH az elektrolit alacsony kisütőáramnál. De a kialakulását gyengén oldódó komplex vegyületek körébe tartozó a katód tömegéhez, így kapott, egyrészt, hogy a növekedés a belső ellenállása az akkumulátor, és a másik - a felesleges elektrolit kiválasztást a reakciótérben. Ezért, miután egy elektrolit oldat, ammónium-klorid helyett cink-klorid-oldatot, néha kiegészített kalcium-klorid. Az ilyen mangán-cink elemek lemerül, hosszú ideig viszonylag magas áramsűrűség, és van egy ferde kisülési ívben. Cink-klorid felgyorsítja a megszilárdulása az elektrolit, és van egy pufferoló antignilostnymi tulajdonságait. A hatékonyság ilyen elemek csökkentett hőmérsékleteken lényegesen magasabb, mint a klasszikus. Csökkentése érdekében a fagyáspont az elektrolit annak készítményben a kalcium-klorid. Emellett a korábban említett, a cink korróziós inhibitorokat néha járulékosan hozzáadott kálium-dikromát és króm-szulfát, melyet cserzőanyag megelőzésére elektrolitot elvékonyodása a hőmérséklet növekedésével.

Ha ammónium-klorid-eljárásokat ismertetnek elektródaáram-termelő reakciók következő egyenlet:

Amikor a cink-klorid egyenlet formájában:

Energia teljesítmény elemek, cink-kloriddal elektrolit sokkal magasabb: közepes és nagy terhelő áramoknál, tudják biztosítani 1,5-2-szerese a munka időtartama. Szervizelhetőség hőmérsékletnél alacsonyabb hőmérsékleteken is magasabb.

Az építőiparban a só akkumulátorok

A sóoldat sejttest, készült cink, egy negatív elektród 1. A pozitív elektród 2 egy eiőforma az aktív tömeg tömörített, megnedvesített elektrolit, található a központtól a kollektor 3 - karbon rudat átitatott paraffin-alapú készítmények, hogy csökkentsék a víz veszteséget az elektrolitból . Top kollektor peremezett fém sapka. Az elektrolit a szeparátorban 4 - a megvastagodott. Az 5 elemek egy gázkamrát, amely befogadja a során felszabaduló gázokból kisütési és önkisülés. Top tömítést helyezünk 6. valószínűségének csökkentése szivárgás eredményeként lyukkorrózió a cink vékonyfalú csésze 7 elem kerül egy tasakban, karton vagy polimer, néha járulékosan használt Case bádog. Ebben az esetben, az alsó és a felső elem szintén tömített bádog.

A design a sós akkumulátorok

Lúgos (alkáli) elem

Lúgos cink-mangán elemeket kezdett el termelni, a közepén a 20. században. Az egyik az első kereskedelmi termelés a cég elsajátította a Duracell (USA).

Az oxidálószer előnyösen mangán-dioxiddal, és egy redukálószert - formájában cinkpor, amely jelentősen fejleszteni felszíne, és ezáltal csökkenti annak valószínűségét, cink passziváló felületének nagy kisütőáramnál.

Ahhoz, hogy lassítja a korrózió korábban használt összeolvadást mind ömlesztett és felületi. Miután a korlátozások bevezetése a higany használata alkalmazott cink porok nagy tisztaságú, adalékolt bizonyos fémekkel, valamint szerves korróziógátlók.

Összetevői alkáli elemet. Az aktív anód anyaga cink por nagy tisztaságú. Csökkentése érdekében a korrózió sebessége a cink lehet ötvözött kisebb kiegészítést az ólom, indium, bizmut és alumínium. cink korróziós sebessége jelentősen növeli a vastartalma, ezért nagyon fontos, hogy csökkentsék az aránya a vas a legalacsonyabb szintre. A részecskék átlagos átmérője cink - határain belül 155-255 mikron, a fajlagos felülete körülbelül 0,02 m2 / g.

Az aktív anód cinket tartalmaz tömege (térfogathányada 18-33%), sűrítőszer (gél komponens), amely elektrolit oldatban, cink-oxid és a korróziós inhibitor (lásd. Táblázat). Mivel a gél-komponens cellulóz-származékok, poliakrilátok, polivinil-alkohol és más polimerekkel.

Egy tipikus készítmény az anód tömege alkáli elemeket

A felhasznált elektrolit koncentrált oldatok KOH (néha NaOH) kiegészítésekkel ZnO, és néha LiOH. Az elektrolit megvastagodott természetes vagy szintetikus polimer vegyületek, amelyek OH-csoportokat.

Elején a kisülési folyamat zajlik, hogy egy cink-oxidációs cinkát ZnO2 2- (vagy Zn (OH) 4 2-). A telítés után cinkát elektrolit oldat szekunder folyamat kezdődik:

Zn + 2OH - → Zn (OH) 2 + 2e -

majd bomlása cink-hidroxid a ZnO és a H2 O. A második lépés elem jön egyensúlyt emissziós és abszorpciós az OH - ionok és az alkáli fogyasztják, és ezáltal, hogy működjön elég kis mennyiségű elektrolit, amely kitölti csak a pórusok az elektródák és az elektródok térben.

Porított cink elektród biztosít jelentős növekedése az aktív anyag további felhasználása képest só elemekkel. Amikor megszakítás nélküli kisülési közeg és nagy áramokat alkalikus elemek nyújtanak nagyobb kapacitású (7-10-szer), mint a sóoldat elemét azonos méretekkel. Lúgos feldolgozással jobb alacsony hőmérsékleteken: -20 ° C-on adjuk az azonos kapacitású a sót olyan mód folyamatos kisülés szobahőmérsékleten. Az arány a önkisülési alkáli mangán-cink-sejtek kevesebb: 1 év után tárolás +20 ° C-on vagy 3 hónapig +50 ° C elvesztése kapacitás körülbelül 10% -a a kezdeti kapacitás.

Garantált eltarthatósági alkáli elemek 5-7 évig, néha akár 10 év.

Így az azonos méretű sós és lúgos akkumulátorok, az időtartam az utóbbi ugyanazon gyengeáramú 1,5-2-szor nagyobb, és nagy - 4-10-szer nagyobb.

A kisülési görbék a mangán-cink cellát különböző kisütőáramnál: egy sóoldat, b-alkáli

A design alkáli elemek

Méretek hengeres testek, egybeesik a méretei a elemek mangán-cink rendszer sóoldattal elektrolit. Ugyanakkor, a készülék alkáli elemek eltér az eszköz analógok só: alkálifém-elemek, mint a fordított szerkezetet (lásd ábra.). Elements egy alkáli elektrolit mindig a cink por formában, azonban ahelyett, hogy a horganyzott acél csésze használt hengeres teste szolgáló kollektor a pozitív elektród. Az aktív tömegét a pozitív elektród podpressovyvaetsya a belső fala a ház. A lúgos cellát ráhelyezhető legyen az aktív tömeg a pozitív elektród, mint a sóoldattal azonos térfogatú elem. Például egy D-méretű alkáli cellában lehet helyezni 37-41 g mangán-dioxidot, míg a csak sóoldattal 22-28 elem van elhelyezve a belső üreg, a képződött pozitív elektróda aktív anyaga, beillesztett elválasztó impregnált elektrolit. Mivel az elválasztó anyag, a regenerált fólia (celofán) vagy nemszövött polimer anyagok. Szerint elem tengelyen elhelyezett réz áramkollektor a negatív elektród, és a tér között, és a kollektor az anód szeparátor szorosan döngölt paszta amely cinkből por szuszpendálva elektrolit impregnált. Gyakran gyártásához példány már a lúgos elektrolitot használunk, előre telített cinkát, amely elkerüli a fogyasztás lúg az induló művelet. Továbbá, a jelenléte a elektrolit lassítja cinkátok cink korróziós sebessége.

Eszköz alkáli elemek:
1, egy 2 katód az elektrolittal elválasztó, 3-ház esetében 4, a kollektor 5, egy anódot 6, egy alsó 7, 8-tömítés

Mivel a sűrűbb tömege és az aktív alkalmazás acél test alkáli elemeket azonos méretű általában nehezebb só 25-50%.

Kapacitás és energia alkáli elemet. Mint minden kémiai áramforrás, az akkumulátor kapacitása lúgos elektrolitot növelésével csökken kisülési áram és a hőmérséklet-csökkenés, de kevesebb, drámaian, mint az elemek sóoldattal elektrolittal. A fajlagos kapacitás elemek lúgos elektrolitot kisülés közben kis áramok körülbelül 1,5-szerese a fajlagos kapacitás elem sóoldattal elektrolittal. Amikor kisütés nagy áramok, ez a különbség eléri a 4-10 alkalommal.

Kapacitás áramforrást időszakos mentesítést közepes és nagy normalizált áramok magasabb folyamatos kisülés. De szakaszos kis kisütőáramok áramforrás kapacitása kisebb folyamatos kisütési kapacitás miatt önkisülés.

A világban a termelés figyelhető stabil tendencia, hogy növelje a részesedését energiaigényes több alkáli-mangán-cink sejtekben.

Ez megint csak hangsúlyozni kell, hogy annak érdekében, hogy csökkentsék önkisülés elemek mára nem higany, a kadmium, a cink és más korróziós inhibitorok, amelyek kevésbé toxikusak.

Abban az esetben, tartalmat az oldalon, akkor legyen aktív link erre az oldalra látogatók által látható és a kereső pókok.