ساختار باتری های قلیایی (آلکالاین) / عملکرد باتری های قلیایی

ساختار باتری های‌قلیایی (آلکالاین) / عملکرد باتری های‌قلیایی

باتری ها‌این روزها به یکی از مهمترین و پرکاربردترین تجهیزات‌تبدیل‌شده‌اند. از باتری‌ها در جایی استفاده‌می‌شود که منبع تغذیه معمولی‌نباشد ، در جایی که ولتاژ کم لازم باشد (یعنی پایین تر از ولتاژ منبع تغذیه). ساعت ، موبایل و بسیاری از تجهیزات کوچک دیگر که نیاز به ولتاژ‌کمتری‌دارند ، عمدتا با باتری‌کار‌می‌کنند. مهمترین مزیت باتری این‌است که درصورت کاهش توان منبع تغذیه ، می‌توان‌آنها را شارژ و‌استفاده‌کرد. سلول ها واحد باتری‌هستند ،تعدادی از سلول ها باتری راکامل‌می‌کنند. به طور عمده دو نوع باتری ، باتری سرب-اسیدی و باتری قلیایی (آلکالاین) وجود‌دارد.

اولین باتری قلیایی توسط Eveready Battery درتورنتو به بازار‌عرضه‌شد.

توسط Lew Urry ساخته‌شده‌است کسیکه به عنوان مهندس شیمی به این‌شرکت‌پیوسته‌بود.

————————————————–

باتری آلکالاین

لو اورری باتری قلیایی کوچک را در سال 19492تولید‌کرد. مخترع در شرکت Eveready Battery در آزمایشگاه تحقیقاتی خود در پارما ، اوهایو کار‌می‌کرد. باتری قلیایی پنج تا هشت برابر سلول‌های روی و کربن روی ، شارژ‌نگه‌می‌دارند.

باتری های‌قلیایی

این‌نوع باتری‌های برای غلبه بر وزن و ضعف مکانیکی صفحات سرب معرفی‌شده‌اند. اصول‌کار باتری قلیایی بر اساس واکنش بین روی Zn)) و دی اکسید منگنز MnO2))‌است. باتری قلیایی به دلیل اینکه الکترولیت مورد استفاده در آن هیدروکسید پتاسیم‌است و ماده ای کاملاً قلیایی‌است به این نام‌نامگذاری‌شده‌اند.

مزایای باتری قلیایی

چگالی انرژی بالایی‌دارد.
این باتری در کاربردهای مداوم و متناوب به همان اندازه عملکرد خوبی‌دارد.
دارای عملکرد خوبی هم در دشارژ با جریان بالا و پایین‌دارند
همچنین عملکرد خوبی در دمای محیط و همچنین در دمای پایین‌دارند.
باتری قلیایی همچنین مقاومت داخلی کمی‌دارد.
طول عمر این باتری به اندازه کافی طولانی‌است.
جریان نشتی دراین باتری کم‌است.
از ثبات ابعادی بهتری برخوردار‌است.

معایب باتری قلیایی

عملا این‌نوع باتری جز هزینه های بالای آن هیچ‌معایبی‌ندارد.

ساختار باتری قلیایی

بدنه باتری از یک محفظه استوانه ای استیل توخالی ساخته شده است. این محفظه استوانه ای شامل کلیه مواد باتری است و همچنین به عنوان کاتد باتری عمل می‌کند. ترمینال مثبت باتری در بالای این ظرف پیش بینی شده است. پودر منیزیم MnO2)) مخلوط شده با گرد و غبار ذغال سنگ به سطح محیط داخلی ظرف استوانه ای خالی قالب گیری می‌شود. این مخلوط قالب دار به عنوان مخلوط کاتدی باتری قلیایی عمل‌می‌کند. سطح داخلی لایه ضخیم مخلوط کاتد با یک جداکننده کاغذ پوشانده‌شده‌است. فضای مرکزی ، درون این جداکننده کاغذ ، با پودر روی با الکترولیت هیدروکسید پتاسیم پر‌شده‌است.

روی به عنوان یک آند عمل می‌کند ، و پودر آن سطح تماس راافزایش‌می‌دهد. جداکننده کاغذ خیس‌شده با هیدروکسید پتاسیم ، الکترولیت را در بین کاتد MnO2)) و آند Zn)) نگه می‌دارد. یک پین فلزی (ترجیحا از برنج ساخته شده) در امتداد محور مرکزی باتری قلیایی وارد‌شده‌است تا بار منفی‌جمع‌شود. به این پین جمع کننده منفی‌گفته‌می‌شود. این پین با یک درپوش سیلد‌شده فلزی در تماس‌است. یک درپوش پلاستیکی درست در داخل درپوش سیلد‌شده فلزی‌وجوددارد ، و این پوشش پلاستیکی به طور الکتریکی ظرف فلزی مثبت و کلاهک انتهایی منفی باتری قلیایی را از هم جدامی‌کند.

ساختار باتری قلیایی

در یک سلول باتری قلیایی ، پودر روی بعنوان یک آند عمل‌می‌کند. دی اکسید منگنز به‌عنوان کاتد عمل‌می‌کند و هیدروکسیدپتاسیم به‌عنوان یک الکترولیت‌عمل‌می‌کند.

واکنش نیمه اول برابر است با ،

و واکنش نیمه دوم ،

واکنش کلی ،

سلول باتری قلیایی برای 1.5 ولت درجه‌بندی‌شده‌است. یک سلول قلیایی جدید بدون تخلیه ولتاژ 1.50 تا 1.65 ولت نشان‌می‌دهد. ولتاژ متوسط در شرایط بار ممکن‌است از 1.1 تا 1.3 ولت‌باشد. سلول قلیایی AA به طور کلی برای 700 میلی آمپر درجه بندی‌می‌شود.

بسته‌به پارامترهای مختلف انواع مختلفی از باتری قلیایی‌وجود‌دارد.

بسته به ترکیب مواد فعال صفحات ، چهار‌نوع باتری وجود دارد.

آنها به شرح زیر‌است ،

آهن نیکل (یا ادیسون).
نیکل- کادمیومیا Nife
روی نقره
باتری آلکوم

بسته‌به نوع‌مونتاژ ،این باتری‌ها به‌عنوان سلول‌های بسته‌‍شده و غیر بسته شده‌طبقه بندی‌می‌شوند.

بسته‌به نوع‌طراحی صفحات ، باتری قلیایی به‌عنوان باتری محصور و نوع باتری غیر محصور طبقه بندی‌می‌شود.

————————————————–