ساختمان باتری کربن روی | سلول Leclanche

در این مقاله ساختمان باتری کربن روی مورد برسی قرار میگیرد.

ساختمان باتری لکانشه

باتری لکانشه Leclanche که معمولاً در بازار بصورت استوانه ای موجود است ، از ویژگی های ساختاری زیر برخوردار است.

یک قوطی استوانه‌ای ساخته‌شده توسط یک ورق نازک روی ، به عنوان آند عمل می‌کند و همچنین سایر مواد فعال و الکترولیتی باتری را در خود نگه می‌دارد. در حالت ایده آل ، روی مورد استفاده در باتری باید 99.99٪ خالص باشد. اگرچه ، روی مورد‌استفاده ، برای ساختن یک ظرف باتری روی-کربن دارای 0.03 تا 0.06 درصد کادمیوم و 0.02 تا 0.04 درصد سرب‌است. سرب کیفیت بهتر به روی می‌دهد ، و همچنین یک مهار کننده خوردگی‌است . علاوه بر این ، کادمیوم مقاومت خوبی در برابر خوردگی روی دارد. روی مورد استفاده در باتری کربن روی باید عاری از ناخالصی‌هایی مانند ، کبالت ، مس ، نیکل ، آهن باشد زیرا این مواد در حضور الکترولیت در واکنش خوردگی با روی نقش دارند. علاوه بر آن آهن باعث می‌شود روی سخت تر شود. ناخالصی های آنتونی ، آرسنیک ، منیزیم باعث شکننده شدن روی می‌شوند.
ماده کاتد دی اکسید منگنز‌است. دی اکسید منگنز با استیلن سیاه و مرطوب با الکترولیت آمونیوم کلرید مخلوط‌می‌شود ، در یک ماشین هیدرولیک فشرده‌می‌شود تا شکل کاملی از بوبین را ایجاد کند.بوبین به عنوان الکترود مثبت باتری عمل می‌کند. پودر اکسید منگنز MnO₂)) و پودر کربن سیاه با آب ، آمونیوم کلریدNH₂Cl) )(یا / و کلرید روی ZnCl₂)) مخلوط می‌شوند. در اینجا ، MnO₂ ماده کاتدی فعال‌است ، اما بسیار مقاوم در برابر الکتریکی‌است و پودر سیاه کربن باعث افزایش هدایت کاتد‌می‌شود. از آنجا که گرد و غبار کربن جاذب رطوبت خوبی‌است ، الکترولیت را درون بوبین مرطوب نگه می‌دارد. نسبت منگنز و کربن بسته به نوع طراحی باتری بسته به وزن از 3:1 تا 11:1 میتواند متفاوت باشد. این نسبت همچنین میتواند در هنگام تولید باتری برای فلاش دوربین 1: 1 باشد زیرا در اینجا پالس‌های زیاد جریان از اهمیت بیشتری برخوردار‌است.

از تعداد کمی دی اکسید منگنز در باتری روی – کربن خشک استفاده می‌شود .

1- دی اکسید منگنز طبیعی NMD)) در سنگ طبیعی مواد موجود‌است. این سنگ معدن حاوی 70 تا 85 درصد دی اکسید منگنز‌است. دارای ساختار کریستالی فاز آلفا و بتا‌است.
2- دی اکسید منگنز سنتز شده شیمیایی CMD)) حاوی 90 تا 95 درصد دی اکسید منگنز خالص‌است. این ساختار کریستالی فاز گاما‌دارد.
3- دی اکسید منگنز الکترولیتی (EMD). EMD در میان دیگر گرانترین است اما بهترین عملکرد را داراست. باتری بیشتری را در اختیار شما قرار می دهد و ما در کاربردهای صنعتی سنگین از آن استفاده می کنیم. این ساختار کریستالی فاز گاما دارد.

قبلاً از گرافیت به عنوان رسانای بوبین کاتدی استفاده می‌شد ، اما در حال حاضر از کربن سیاه استفاده‌می‌شود زیرا دارای خواص ویژه ای برای نگه داشتن الکترولیت مرطوب‌است و تراکم و ویسکوزیته بهتری به مخلوط کاتد می‌بخشد. سلول‌های حاوی استیلن کربن سیاه در ترکیب کاتدی خود ، در خدمات تلقیح عملکرد بهتری دارند ، در حالی که سلول های حاوی گرافیت در مخلوط کاتدی خود در عملکرد جریان بالا و مداوم عملکرد خوبی دارند.

یک میله کربن به عنوان یک جمع‌کننده جریان از کاتد به درون این کاتد به شکل بوبین وارد میشود. بالای این میله کربن همچنین به عنوان ترمینال مثبت سلول عمل می‌کند.

ساختمان باتری باتری روی – کربن

ما به طور معمول میله کربن را با کربن فشرده می‌سازیم. این بسیار رسانا است. از نظر طبیعت کربن بسیار متخلخل‌است. با استفاده‌از واکس و تصفیه روغن ، کربن تا حدی از حالت متخلخل خارج میشود که می‌تواند از عبور الکترولیت مرطوب جلوگیری کند ، اما می‌تواند گازهای داخل آن را عبور دهد. ما این کار را انجام می‌دهیم که گازهای هیدروژن و دی اکسید کربن که در هنگام تخلیه سنگین باتری ایجاد می‌شوند می از طریق این میله کربن فرار کنند. گازهای مذكور فقط می‌توانند از این طریق عبور كنند كه قسمت بالایی بوبین را به وسیله قیر می‌بندیم. این بدان معنی‌است که میله کربن موجود در باتری کربن روی نیز به عنوان دریچه عبور گازهای ایجاد‌شده در هنگام تخلیه سنگین عمل می‌کند.

آند و کاتد توسط یک لایه نازک از خمیر غلات مرطوب با کلرید آمونیوم و الکترولیت کلرید روی یا نشاسته یا کاغذ جاذب پوشیده از پلیمر جدا می‌شوند. جداکننده نازک باعث کاهش مقاومت داخلی سلول می‌شود.

سلول لکانشه متداول دارای یک الکترولیت‌است که مخلوط مرطوب کلرید آمونیوم و مقدار کمتری از کلرید روی‌است. اما از طرف دیگر ، یک سلول کلرید روی فقط از کلرید روی به عنوان الکترولیت استفاده‌می‌کرد. اگرچه مقدار کمی کلرید آمونیوم ممکن‌است به کلرید روی نیز اضافه شود ، تا از عملکرد بالای باتری کلرید روی اطمینان حاصل شود.

ادامه

در بالای بوبین کاتدی یک واشر نگهدارنده (غیر رسانا) قرار داده‌شده‌است.

سیلد قیری در بالای آن واشر قرار‌دارد و سپس در بالای سیلد قیری یک سیلد قرار‌دارد.

برای جلوگیری از تبخیر الکترولیت و آب در طول سرویس و ماندگاری آن ، ترتیبات آب بندی در باتری وجود‌دارد.

پس از این ترتیب آب بندی ، مجدداً واشر قرار دارد تا مواد آب بندی را در محل خود نگه‌دارد.
این واشر همچنین دارای یک پوشش فلزی یک تکه‌است که در بالای میله کربن تعبیه شده‌است.
اکنون این مونتاژ توسط جلیقه‌های فلزی ، کاغذی یا پلاستیکی پوشانده شده‌است تا زیبایی به دست آورد. برچسب‌ها و رتبه‌بندی‌ها روی قسمت بیرونی سلول نوشته‌شده‌است.

قسمت انتهایی سلول توسط پوششی از استیل پوشانده‌شده‌است كه محافظت بیشتری را انجام می‌دهد.

مقالات مرتبط :

انواع باتری

پیل ولتایی(سلول ولتايي) ساختار و نحوه ی کار آن

انواع مختلف پیل و باتری و کاربردهای آنها

نگهداری باتری سربی اسیدی پست های برق

تفاوت بین یک باتری و یک خازن

باتری دانیل ساختمان و کار سلول باتری دانیل

لینک زبان اصلی مقاله :

Construction of Zinc Carbon Battery | Leclanche Cell