Tørt batteri

Tørt batteri bruker voltaiske celler med en pasty elektrolytt

Hva er et tørt batteri?

EN Tørt batteri Det er et batteri hvis elektrolytisk medium består av en pasta og ikke en løsning. Denne pastaen har imidlertid et visst fuktighetsnivå, og av slike grunner er den ikke strengt tørr.

Den lille mengden vann er nok til at ionene kan bevege seg, og derfor strømmen av elektroner inne i haugen.

Den enorme fordelen i forhold til de første våte batteriene, er at siden det er en elektrolytisk pasta, kan innholdet ikke søles, noe som skjedde med våte batterier, som var farligere og delikat enn deres tørre kolleger.

Gitt umuligheten av søl, brukes det tørre batteriet i mange bærbare og mobile enheter.

Disse enhetene representerer en energikomfort ved å ha kjemisk energi i lommen som kan omdannes til strøm.

På denne måten avhenger det ikke av nåværende eller energibilder levert av store elektriske planter og deres enorme nettverk av tårn og kabler.

Tørr batteristruktur

På bildet kan du se omslaget, som ikke er noe mer enn en polymerfilm, stål, og de to terminalene hvis isolerende skiver skiller seg ut fra fronten.

Dette er imidlertid bare dets ytre utseende. Inni er de viktigste delene, som garanterer at de fungerer.

Hvert tørt batteri vil ha sine egne egenskaper, men bare sink-karbonbatteriet vil bli vurdert, hvorav en generell struktur kan skjematiseres for alle andre batterier.

Forstå ved batteri foreningen av to eller flere batterier, og sistnevnte er voltaiske celler, som vil bli forklart i en neste seksjon.

Det kan tjene deg: Indolaldiksyre: Struktur, egenskaper, innhenting, bruk

Elektroder

Indre struktur av en sink-karbonhauge. Kilde: Wikimedia Commons

I det øvre bildet vises den indre strukturen til en sink-karbon haug. Uansett den voltaiske cellen, må det alltid være (normalt) to elektroder: en som elektroner løsner seg selv fra, og en annen som mottar dem.

Elektroder er ledere av strøm, og slik at det er strøm, må begge ha forskjellige elektronegativiteter.

For eksempel er sink, hvite kan som omslutter batteriet, der elektronene overlater til den elektriske kretsen (enheten) der den kobles til.

På den annen side, i hele mediet, er den grafiske karbonelektroden, også nedsenket i en NH -sammensatt pasta₄Cl, Zncl₂ og Mno₂.

Denne elektroden er den som mottar elektronene, og bemerker at den har '+' -symbolet, noe som betyr at det er den positive terminalen til batteriet.

Terminaler

Som observert over grafittstangen på bildet, er den positive elektriske terminalen, og under den indre boksen til sink der elektronene flyter, den negative terminalen.

Det er grunnen til.

Sand og voks

Selv om den ikke er vist, er pastaen beskyttet av en dempende sand og en voksforsegling som forhindrer at før mild mekanisk påvirkning, eller omrøring, søl eller komme i kontakt med stålet.

Hvordan fungerer et tørt batteri?

Til å begynne med er det en voltaisk celle, det vil si at den genererer strøm fra kjemiske reaksjoner. Derfor forekommer redoksreaksjoner i batteriene, der arter vinner eller mister elektroner.

Kan tjene deg: natriumcitrat (C6H5O7NA3): Struktur, bruksområder, egenskaper

Elektrodene fungerer som en overflate som letter og tillater utvikling av disse reaksjonene. Avhengig av belastningen, kan oksidasjon eller reduksjon av arter oppstå.

For bedre å forstå dette, er det bare de kjemiske aspektene som sink-karbonbatteriet vil bli forklart.

Sinkelektrodeoksidasjon

Så snart den elektroniske gjenstanden er slått på, vil batteriet frigjøre elektroner ved oksidasjon av sinkelektroden. Dette kan representeres med følgende kjemiske ligning:

Zn => Zn²⁺ + 2e^--

Hvis det er mye Zn²⁺ Rundt metallet vil en polarisering oppstå på grunn av positiv belastning, så det vil ikke være mer oksidasjon. Derfor Zn²⁺ Den må spres gjennom pastaen til katoden, der returelektronene vil komme inn.

Elektronene, når gjenstanden har aktivert, går tilbake til den andre elektroden: den fra grafitt, for å møte noen kjemiske arter "venter på den".

Reduksjon av ammoniumklorid

Som sagt før, i pastaen er det NH₄Cl og Mne₂, stoffer som snur deres sure pH. Så snart elektronene kommer inn i følgende reaksjoner vil oppstå:

2nh₄⁺ + 2e^- => 2nh₃ + H₂

De to produktene, ammoniakk og molekylært hydrogen, NH₃ og h₂, De er gasser, og derfor kan de "svelle" batteriet hvis de ikke lider andre transformasjoner, for eksempel de følgende to:

Zn²⁺ + 4nh₃ => [Zn (NH₃)₄]²⁺

H₂ + 2mn₂ => 2mn (OH)

Merk at ammonium ble redusert (vant elektroner) for å bli NH₃. Deretter ble disse gassene nøytralisert av de andre komponentene i pastaen.

Komplekset [Zn (NH₃)₄]²⁺ letter formidlingen av Zn -ioner²⁺ mot katoden og forhindrer dermed batteriet fra "stopp".

Det kan tjene deg: Cyclopentano (C5H10): Struktur, egenskaper og bruk

Den eksterne kretsen til gjenstanden fungerer som en bro for elektroner, ellers ville det aldri være en direkte forbindelse mellom sinkboksen og grafittelektroden. I bildet av strukturen ville denne kretsen representere den svarte kabelen.

nedlasting

Tørre batterier har mange varianter, størrelser og arbeidsspenninger. Noen av dem er ikke oppladbare (primære voltaiske celler), mens andre ja (sekundære voltaiske celler).

Sink-karbonbatteriet har en 1,5 V arbeidsspenning. Formene endres avhengig av elektroder og sammensetningen av elektrolytter.

Et poeng vil komme der hele elektrolytten har reagert, og uavhengig av hvor mye sink oksiderer, vil det ikke være noen arter som mottar elektroner og promoterer deres frigjøring.

I tillegg kan det være tilfelle hvor de dannede gassene ikke lenger er nøytralisert og forblir utøvende trykk inne i batteriene.

Sink-karbonbatterier, og andre som ikke er oppladbare, må resirkuleres, siden komponentene deres, spesielt hvis det er nikkel-kadmium, er skadelige for miljøet ved å forurense jord og vann.

Referanser

1. "Drycell" -batteriet. Gjenopprettet fra Makahiki.KCC.Hawaii.Edu
2. Hva er et tørrcellebatteri? Hentet fra UPSbatteryCenter.com
3. Hvordan fungerer tørre cellebatterier? Gjenopprettet seg fra Scienting.com
4. Batterier. Hentet fra Explinthatstuff.com.