电池世界 - 第 3 部分

现代电池的历史始于 XNUMX 世纪，今天使用的大多数设计都是从这个世纪开始的。 这种情况一方面证明了当时科学家的优秀思想，另一方面也证明了新模型开发中出现的困难。

很少有事情是那么好，以至于无法改进。 这条规则也适用于电池 - XNUMX 世纪的模型经过多次改进，直到它们呈现出现在的形式。 这也适用于 勒克朗歇细胞.

改进链接

法国化学家的设计已更改 卡尔·加斯纳 变成一个真正有用的模型：制造成本低且使用安全。 然而，仍然存在问题 - 元件的锌涂层在与充满碗的酸性电解质接触时被腐蚀，并且溅出腐蚀性内容可能会禁用动力设备。 决定变成了 合并 锌体的内表面（汞涂层）。

锌汞齐实际上不与酸反应，但保留了纯金属的所有电化学特性。 但是，由于环保规定，这种延长电芯寿命的方法越来越少用了（在无汞电芯上，可以找到铭文或）（1）。

2.碱性电池布局：1）外壳（阴极铅），2）含有二氧化锰的阴极，3）电极隔板，4）含有KOH和锌粉的阳极，5）阳极端子，6）电池密封（电极绝缘体）。 .

另一种增加细胞寿命和寿命的方法是添加 氯化锌₂ 用于杯装糊。 这种设计的电池通常被称为重型电池，并且（顾名思义）旨在为更多能源密集型设备供电。

一次性电池领域的突破是 1955 年 碱性电池. 加拿大工程师的发明 刘易斯厄里由当前的 Energizer 公司使用，其结构与 Leclanchet 电池的结构略有不同。

首先，你不会在那里找到石墨阴极或锌杯。 两个电极都制成湿的、分离的糊状物（增稠剂加试剂：阴极由二氧化锰和石墨的混合物组成，阳极由锌粉和氢氧化钾的混合物组成），它们的端子由金属制成（ 2）。 然而，在操作过程中发生的反应与在 Leclanchet 电池中发生的反应非常相似。

任务。 对碱性电池进行“化学尸检”，以确定内容物确实是碱性的 (3)。 请记住，同样的预防措施适用于 Leclanchet 电池的拆卸。 要确定碱性电池，请参阅“电池代码”字段。

3.碱性电池的“部分”确认碱含量。

自制电池

4、国产镍氢、镍镉电池。

使用后可充电的电池从电力科学发展之初就一直是设计者的目标，因此它们种类繁多。

目前，用于为小家电供电的型号之一是 镍镉电池. 他们的原型出现在 1899 年，当时一位瑞典发明家做到了。 恩斯特·容纳 申请了镍镉电池的专利，该电池可以与已经广泛用于汽车行业的电池竞争。 铅酸蓄电池.

电池阳极是镉，阴极是三价镍化合物，电解质是氢氧化钾溶液（在现代“干式”设计中，是用 KOH 溶液饱和的增稠剂湿膏）。 Ni-Cd 电池（这是它们的名称）的工作电压约为 1,2 V - 这低于一次性电池的电压，但是对于大多数应用来说这不是问题。 最大的优势是能够消耗大量电流（甚至几安培）和广泛的工作温度。

5、充电前请查看不同型号电池的要求。

镍镉电池的缺点是繁重的“记忆效应”。 当频繁对部分放电的镍镉电池充电时会出现这种情况：系统表现得好像其容量仅等于充电所补充的电量。 在某些类型的充电器中，可以通过以特殊模式对电池充电来减少“记忆效应”。

因此，放电后的镍镉电池应该进行一个完整的循环充电：首先完全放电（使用适当的充电器功能），然后再充电。 频繁充电还会减少 1000-1500 次循环的估计寿命（许多一次性电池在其使用寿命期间将被单个电池替换，因此较高的购买成本将收回很多倍，更不用说对电池的压力要小得多)。 环境与细胞的生产和处置）。

含有毒镉的镍镉元素已被替换 镍氢电池 （镍氢代号）。 它们的结构类似于 Ni-Cd 电池，但使用具有吸氢能力的多孔金属合金（Ti、V、Cr、Fe、Ni、Zr、稀土金属）代替镉（4）。 Ni-MH 电池的工作电压也约为 1,2 V，这使得它们可以与 NiCd 电池互换使用。 镍氢电池的容量大于相同尺寸的镍镉电池。 然而，镍氢系统自放电更快。 已经有一些现代设计没有这个缺点，但它们的成本比标准型号高得多。

镍氢电池不表现出“记忆效应”（部分放电的电池可以充电）。 但是，始终有必要在充电器 (5) 的说明中检查每种类型的充电要求。

对于镍镉和镍氢电池，我们不建议拆卸它们。 首先，我们不会在它们中找到任何有用的东西。 其次，镍和镉不是安全元素。 不要冒不必要的风险，并将处置交给训练有素的专业人员。

蓄能器之王，就是……

6.“电池之王”在工作。

… 铅酸蓄电池，由法国物理学家于 1859 年建造 加斯顿·普兰泰戈 （是的，是的，该设备今年将满 161 岁！）。 电池电解液为37%左右的硫酸（VI）溶液，电极为铅（阳极），铅上涂有一层二氧化铅PbO。₂ （阴极）。 在操作过程中，电极上会形成铅 (II)(II)PbSO 硫酸盐沉淀物₄. 充电时，一节电池的电压超过 2 伏。

铅蓄电池 它实际上具有所有缺点：重量大、对放电和低温敏感、需要在充电状态下储存、腐蚀性电解质泄漏的风险以及使用有毒金属。 此外，它需要小心处理：检查电解质的密度，向腔室中加水（仅使用蒸馏水或去离子水）， 电压控制 （在一个腔室中低于 1,8 V 可能会损坏电极）和一种特殊的充电模式。

那么为什么这个古老的建筑还在使用呢？ “蓄能器之王”拥有真正统治者的属性——权力。 高电流消耗和高达 75% 的高能效（用于充电的能量可以在运行期间回收），以及简单的设计和低生产成本，意味着 铅蓄电池 它不仅用于启动内燃机，还用作应急电源的一个元件。 尽管有 160 年的历史，铅电池仍然表现良好，并没有被其他类型的设备取代（铅本身，由于电池，铅是生产量最大的金属之一） . 只要基于内燃机的机动化继续发展，其地位可能不会受到威胁（6）。

发明者并没有停止尝试制造铅酸电池的替代品。 一些模型变得流行起来，至今仍在汽车行业中使用。 在 XNUMX 世纪和 XNUMX 世纪之交，创造了不使用 H 解决方案的设计。₂SO₄但碱性电解质。 一个例子是上面显示的 Ernst Jungner 的镍镉电池。 1901 年 托马斯阿尔瓦爱迪生 改变设计以使用铁代替镉。 与酸性电池相比，碱性电池更轻，可以在低温下工作，并且不那么难以处理。 但是，它们的生产成本更高，能源效率更低。

接下来是什么？

当然，关于电池的文章并没有穷尽问题。 例如，他们没有讨论锂电池，锂电池也常用于为计算器或计算机主板等家用电器供电。 你可以在一月份关于去年诺贝尔化学奖的文章中了解更多关于它们的信息，并且在实践部分 - 一个月内（包括拆卸和体验）。

电芯，尤其是电池，前景看好。 世界变得越来越移动，这意味着需要独立于电力电缆。 确保电动汽车的高效能源供应也是一大挑战。 - 这样他们就可以在效率方面与内燃机汽车竞争。

蓄电池

为了便于识别细胞类型，我们引入了一个特殊的字母数字代码。 对于我们家中最常见的小家电类型，它具有数字-字母-字母-数字的形式。

是的：是的

- 第一个数字是单元格的数量； 忽略单细胞；

– 第一个字母表示细胞类型。 当它丢失时，您正在处理 Leclanche 链接。 其他细胞类型标记如下：

C – 锂电池（最常见的类型），

H – 镍氢电池，

K – 镍镉电池，

L – 碱性电池；

- 以下字母表示链接的形状：

F - 盘子，

R - 圆柱形，

P - 非圆柱形链环的总称；

– 最后一个或多个数字表示链接的大小（目录值或直接表示尺寸）（7）。

7. 流行的电池和电池的尺寸。

标记示例：

R03
- 一个小指大小的锌石墨电池。 另一个名称是 AAA 或。

LR6 - 一个手指大小的碱性电池。 另一个名称是 AA 或。

HR14 – 镍氢电池； 字母 C 也用于表示尺寸。

KR20 – 镍镉电池，其大小也标有字母 D。

3LR12 – 一个扁平电池，电压为 4,5 V，由三个圆柱形碱性电池组成。

6F22 - 9 伏电池，由六个 Leclanchet 扁平电池组成。

CR2032 – 直径为 20 毫米、厚度为 3,2 毫米的锂电池。

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