Aye batiri - apakan 3
Awọn akoonu
Itan-akọọlẹ ti awọn batiri ode oni bẹrẹ ni ọrundun kọkandinlogun, ati pupọ julọ awọn apẹrẹ ti a lo loni ti wa lati ọrundun yii. Ipo yii jẹri, ni apa kan, si awọn ero ti o dara julọ ti awọn onimo ijinlẹ sayensi ti akoko naa, ati, ni apa keji, awọn iṣoro ti o waye ni idagbasoke awọn awoṣe titun.
Diẹ ninu awọn ohun ti o dara ti wọn ko le ni ilọsiwaju lori. Ofin yii tun kan si awọn batiri - awọn awoṣe ọrundun kẹrindilogun ni a ti sọ di mimọ ni ọpọlọpọ igba titi wọn o fi mu fọọmu lọwọlọwọ wọn. Eyi tun kan si Awọn sẹẹli Leclanche.
Ọna asopọ lati mu ilọsiwaju
Apẹrẹ ti chemist Faranse ti yipada Carl Gassner sinu awoṣe ti o wulo pupọ: olowo poku lati ṣelọpọ ati ailewu lati lo. Bibẹẹkọ, awọn iṣoro tun wa - ibora zinc ti eroja ti bajẹ lori olubasọrọ pẹlu elekitiroti ekikan ti o kun ekan naa, ati sisọ awọn akoonu ibinu le mu ẹrọ ti o ni agbara ṣiṣẹ. Ipinnu naa di idapo awọn akojọpọ dada ti awọn sinkii ara (mercury ti a bo).
Zinc amalgam ni adaṣe ko ṣe fesi pẹlu awọn acids, ṣugbọn da duro gbogbo awọn ohun-ini elekitiroki ti irin mimọ. Sibẹsibẹ, nitori awọn ilana ayika, ọna yii lati fa igbesi aye awọn sẹẹli naa pọ si ni lilo diẹ ati dinku (lori awọn sẹẹli ti ko ni makiuri, o le wa akọle tabi) (1).
2. Ifilelẹ sẹẹli alkane: 1) ọran (asiwaju cathode), 2) cathode ti o ni manganese dioxide, 3) olutọpa elekitirodu, 4) anode ti o ni KOH ati eruku zinc, 5) ebute anode, 6) ifasilẹ sẹẹli (itanna insulator) . .
Ọna miiran lati mu igbesi aye sẹẹli pọ si ati igbesi aye ni lati ṣafikun sinkii kiloraidi ZnCl2 fun ife nkún lẹẹ. Awọn sẹẹli ti apẹrẹ yii ni igbagbogbo tọka si bi Iṣẹ Eru ati (bii orukọ ṣe daba) jẹ apẹrẹ lati ṣe agbara awọn ẹrọ aladanla agbara diẹ sii.
A awaridii ni awọn aaye ti isọnu batiri je ikole ni 1955 ti sẹẹli ipilẹ. Canadian ẹlẹrọ ká kiikan Lewis Urry, ti a lo nipasẹ ile-iṣẹ Energizer lọwọlọwọ, ni ọna ti o yatọ diẹ si ti sẹẹli Leclanchet.
Ni akọkọ, iwọ kii yoo rii cathode graphite tabi ago zinc kan nibẹ. Mejeeji amọna ti wa ni ṣe ni awọn fọọmu ti tutu, niya pastes (thickeners plus reagents: awọn cathode oriširiši ti a adalu ti manganese oloro ati graphite, awọn anode ti sinkii eruku pẹlu ohun admixture ti potasiomu hydroxide), ati awọn ebute wọn ti wa ni ṣe ti irin ( 2). Sibẹsibẹ, awọn aati ti o waye lakoko iṣiṣẹ jẹ iru pupọ si awọn ti o waye ninu sẹẹli Leclanchet.
Iṣẹ-ṣiṣe kan. Ṣe “ayẹwo kemikali” lori sẹẹli ipilẹ kan lati rii pe awọn akoonu inu jẹ ipilẹ nitootọ (3). Ranti pe awọn iṣọra kanna kan si piparẹ ti sẹẹli Leclanchet. Wo aaye koodu Batiri fun bi o ṣe le ṣe idanimọ sẹẹli ipilẹ kan.
3. "Apakan" ti sẹẹli ipilẹ ṣe idaniloju akoonu alkali.
Awọn batiri ti ile
4. Ni-MH ti ile ati awọn batiri Ni-Cd.
Awọn sẹẹli ti o le gba agbara lẹhin lilo ti jẹ ibi-afẹde ti awọn apẹẹrẹ lati ibẹrẹ ibẹrẹ ti idagbasoke imọ-ẹrọ ti ina, nitorinaa ọpọlọpọ awọn iru wọn.
Lọwọlọwọ, ọkan ninu awọn awoṣe ti a lo lati ṣe agbara awọn ohun elo ile kekere jẹ nickel-cadmium batiri. Afọwọkọ wọn han ni ọdun 1899 nigbati olupilẹṣẹ Swedish kan ṣe. Ernst Jungner ti a lo fun itọsi fun batiri nickel-cadmium ti o le dije pẹlu awọn batiri ti a ti lo tẹlẹ ni ile-iṣẹ adaṣe. batiri asiwaju acid.
Anode sẹẹli jẹ cadmium, cathode jẹ ẹya nickel trivalent, elekitiroti jẹ ojutu hydroxide potasiomu (ni awọn aṣa “gbẹ” ode oni, lẹẹ tutu ti awọn ohun elo ti o nipọn pẹlu ojutu KOH). Awọn batiri Ni-Cd (eyi ni yiyan wọn) ni foliteji iṣẹ ti isunmọ 1,2 V - eyi ko kere ju ti awọn sẹẹli isọnu, eyiti, sibẹsibẹ, kii ṣe iṣoro fun ọpọlọpọ awọn ohun elo. Anfani nla ni agbara lati jẹ lọwọlọwọ pataki (paapaa awọn amperes diẹ) ati ọpọlọpọ awọn iwọn otutu iṣẹ.
5. Ṣayẹwo awọn ibeere fun awọn oriṣiriṣi iru awọn batiri ṣaaju gbigba agbara.
Aila-nfani ti awọn batiri nickel-cadmium jẹ ẹru “ipa iranti”. Eyi maa nwaye nigba gbigba agbara nigbagbogbo awọn batiri Ni-Cd ni apakan: eto naa huwa bi ẹnipe agbara rẹ jẹ dọgba nikan si idiyele ti o kun nipasẹ gbigba agbara. Ni diẹ ninu awọn iru awọn ṣaja, “ipa iranti” le dinku nipasẹ gbigba agbara awọn sẹẹli ni ipo pataki kan.
Nitorina, awọn batiri nickel-cadmium ti a ti gba silẹ yẹ ki o gba agbara ni kikun: akọkọ ti gba silẹ patapata (lilo iṣẹ ṣaja ti o yẹ) ati lẹhinna gba agbara. Gbigba agbara loorekoore tun dinku igbesi aye ifoju ti awọn akoko 1000-1500 (pe ọpọlọpọ awọn sẹẹli isọnu yoo rọpo nipasẹ batiri kan lakoko igbesi aye rẹ, nitorinaa iye owo rira ti o ga julọ yoo san fun ararẹ ni ọpọlọpọ igba, kii ṣe mẹnukan igara ti o kere pupọ lori batiri naa. ). ayika pẹlu iṣelọpọ ati sisọnu awọn sẹẹli).
Awọn eroja Ni-Cd ti o ni cadmium majele ti rọpo nickel-irin hydride batiri (Ni-MH yiyan). Eto wọn jọra si awọn batiri Ni-Cd, ṣugbọn dipo cadmium, irin alloy ti o ni la kọja (Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zr, awọn irin aiye toje) pẹlu agbara lati fa hydrogen ni lilo (4). Foliteji iṣẹ ti sẹẹli Ni-MH tun jẹ nipa 1,2 V, eyiti o fun laaye laaye lati lo ni paarọ pẹlu awọn batiri NiCd. Agbara awọn sẹẹli nickel Metal Hydride tobi ju ti awọn sẹẹli Nickel Cadmium ti iwọn kanna lọ. Sibẹsibẹ, NiMH awọn ọna ṣiṣe idasilẹ ara ẹni yiyara. Awọn aṣa igbalode ti wa tẹlẹ ti ko ni apadabọ yii, ṣugbọn wọn jẹ diẹ sii ju awọn awoṣe boṣewa lọ.
Awọn batiri hydride nickel-metal ko ṣe afihan “ipa iranti” (awọn sẹẹli ti a ti sọ silẹ ni apakan le jẹ gbigba agbara). Sibẹsibẹ, o jẹ dandan nigbagbogbo lati ṣayẹwo awọn ibeere gbigba agbara ti iru kọọkan ninu awọn ilana fun ṣaja (5).
Ninu ọran ti Ni-Cd ati awọn batiri Ni-MH, a ko ṣeduro pipinka wọn. Ni akọkọ, a kii yoo rii ohunkohun ti o wulo ninu wọn. Ni ẹẹkeji, nickel ati cadmium kii ṣe awọn eroja ailewu. Maṣe gba awọn eewu lainidi ki o fi ibi isọnu si awọn alamọdaju ti oṣiṣẹ.
Oba awon akojo, iyen...
6. "Ọba awọn batiri" ni iṣẹ.
… Batiri asiwaju-acid, ti a ṣe ni ọdun 1859 nipasẹ onimọ-jinlẹ Faranse kan Gastona Plantego (bẹẹni, bẹẹni, ẹrọ naa yoo tan 161 ọdun ọdun yii!). Batiri elekitiroti jẹ nipa 37% sulfuric acid (VI) ojutu, ati awọn amọna ni asiwaju (anode) ati asiwaju ti a bo pẹlu kan Layer ti asiwaju oloro PbO.2 (katode). Lakoko iṣẹ, ojoro ti asiwaju (II) (II) PbSO imi-ọjọ fọọmu lori awọn amọna4. Nigba gbigba agbara, sẹẹli kan ni foliteji ti o ju 2 volts.
batiri asiwaju Ni otitọ o ni gbogbo awọn alailanfani: iwuwo pataki, ifamọ si idasilẹ ati awọn iwọn otutu kekere, iwulo lati fipamọ ni ipo idiyele, eewu ti jijo elekitiroti ibinu ati lilo irin majele. Ni afikun, o nilo mimu iṣọra: ṣayẹwo iwuwo ti elekitiroti, fifi omi kun awọn iyẹwu (lo distilled nikan tabi deionized), foliteji Iṣakoso (ju silẹ ni isalẹ 1,8 V ni iyẹwu kan le ba awọn amọna) jẹ ati ipo gbigba agbara pataki kan.
Nitorinaa kilode ti igbekalẹ atijọ tun wa ni lilo? “Ọba ti Accumulators” ni ohun ti o jẹ ẹya ti oludari gidi - agbara. Lilo lọwọlọwọ giga ati ṣiṣe agbara giga to 75% (iye agbara yii ti a lo fun gbigba agbara le gba pada lakoko iṣẹ), ati apẹrẹ ti o rọrun ati idiyele kekere ti iṣelọpọ, tumọ si pe batiri asiwaju O ti wa ni lo ko nikan lati bẹrẹ ti abẹnu ijona enjini, sugbon tun bi ohun ano ti pajawiri ipese agbara. Pelu awọn ọdun 160 ti itan-akọọlẹ, batiri asiwaju tun n ṣe daradara ati pe ko ti rọpo nipasẹ awọn iru ẹrọ miiran (ati pẹlu rẹ, amọna funrararẹ, eyiti, o ṣeun si batiri naa, jẹ ọkan ninu awọn irin ti a ṣe ni titobi nla julọ) . Niwọn igba ti alupupu ti o da lori awọn ẹrọ ijona inu tẹsiwaju lati dagbasoke, ipo rẹ ko ṣee ṣe eewu (6).
Awọn olupilẹṣẹ ko dẹkun igbiyanju lati ṣẹda rirọpo fun batiri acid-acid. Diẹ ninu awọn awoṣe di olokiki ati pe wọn tun lo ninu ile-iṣẹ adaṣe loni. Ni akoko ti awọn ọgọrun ọdun XNUMXth ati XNUMXth, awọn apẹrẹ ti ṣẹda ninu eyiti a ko lo ojutu H.2SO4ṣugbọn awọn electrolytes ipilẹ. Apẹẹrẹ jẹ batiri nickel-cadmium ti Ernst Jungner ti o han loke. Ni ọdun 1901 Thomas Alva Edison yi apẹrẹ pada lati lo irin dipo cadmium. Ti a ṣe afiwe si awọn batiri acid, awọn batiri ipilẹ jẹ fẹẹrẹ fẹẹrẹ, le ṣiṣẹ ni awọn iwọn otutu kekere ati pe ko nira lati mu. Sibẹsibẹ, iṣelọpọ wọn jẹ gbowolori diẹ sii, ati ṣiṣe agbara jẹ kekere.
Nitorina, kini o tẹle?
Dajudaju, awọn nkan lori awọn batiri ko pari awọn ibeere naa. Wọn ko jiroro, fun apẹẹrẹ, awọn sẹẹli lithium, ti wọn tun nlo nigbagbogbo lati fi agbara fun awọn ohun elo ile gẹgẹbi awọn iṣiro tabi awọn modaboudu kọnputa. O le kọ ẹkọ diẹ sii nipa wọn ninu nkan Oṣu Kini nipa Ebun Nobel ti ọdun to kọja ni Kemistri, ati ni apakan iṣe - ni oṣu kan (pẹlu iparun ati iriri).
Awọn ifojusọna to dara wa fun awọn sẹẹli, paapaa awọn batiri. Aye n di alagbeka siwaju ati siwaju sii, eyiti o tumọ si iwulo lati di ominira ti awọn kebulu agbara. Aridaju ipese agbara daradara fun awọn ọkọ ina mọnamọna tun jẹ iṣoro nla kan. - ki wọn le dije pẹlu awọn ọkọ ayọkẹlẹ pẹlu ẹrọ ijona inu tun ni awọn ofin ti ọrọ-aje.
batiri accumulator
Lati dẹrọ idanimọ iru sẹẹli, koodu alphanumeric pataki kan ti ṣe ifilọlẹ. Fun awọn oriṣi ti o wọpọ julọ ti a rii ni awọn ile wa fun awọn ohun elo kekere, o ni nọmba fọọmu nọmba-lẹta-nọmba nọmba.
Ati bẹẹni:
- nọmba akọkọ jẹ nọmba awọn sẹẹli; aibikita fun awọn sẹẹli ẹyọkan;
– lẹta akọkọ tọkasi iru sẹẹli naa. Nigbati o ba sonu, o n ṣe pẹlu ọna asopọ Leclanche. Awọn iru sẹẹli miiran jẹ aami bi atẹle:
C sẹẹli lithium (oriṣi ti o wọpọ julọ),
H - Batiri Ni-MH,
K batiri nickel-cadmium;
L - awọn sẹẹli ipilẹ;
- lẹta atẹle naa tọka apẹrẹ ọna asopọ:
F - awo,
R - iyipo,
P - orukọ gbogbogbo ti awọn ọna asopọ ti o ni apẹrẹ miiran ju iyipo;
- eeya ti o kẹhin tabi awọn eeka tọka iwọn ọna asopọ (awọn iye katalogi tabi awọn iwọn tọka taara) (7).
7. Awọn iwọn ti awọn sẹẹli olokiki ati awọn batiri.
Awọn apẹẹrẹ isamisi:
R03
- sẹẹli zinc-graphite iwọn ti ika kekere kan. Orukọ miiran jẹ AAA tabi.
LR6 - sẹẹli ipilẹ ni iwọn ika kan. Miiran yiyan jẹ AA tabi.
HR14 – Ni-MH batiri; lẹta C tun lo lati tọka iwọn.
KR20 - Batiri Ni-Cd, iwọn eyiti o tun samisi pẹlu lẹta D.
3LR12 - Batiri alapin pẹlu foliteji ti 4,5 V, ti o ni awọn sẹẹli ipilẹ ti o ni iyipo mẹta.
6F22 - Batiri 9-volt, ti o ni awọn sẹẹli alapin mẹfa Leclanchet.
CR2032 – sẹẹli litiumu pẹlu iwọn ila opin ti 20 mm ati sisanra ti 3,2 mm.
Отрите также:
