Tontolo bateria - Fizarana 3

Ny tantaran'ny bateria maoderina dia nanomboka tamin'ny taonjato fahasivy ambin'ny folo, nanomboka tamin'ity taonjato ity ny ankamaroan'ny endrika ampiasaina ankehitriny. Ity toe-javatra ity dia manaporofo, amin'ny lafiny iray, ny hevitra faran'izay tsara nataon'ny mpahay siansa tamin'izany fotoana izany, ary, amin'ny lafiny iray, ny fahasarotana mitranga amin'ny famolavolana modely vaovao.

Vitsy ny zavatra tsara ka tsy azo hatsaraina. Ity fitsipika ity dia mihatra amin'ny bateria ihany koa - ny modely tamin'ny taonjato faha-XNUMX dia nodiovina imbetsaka mandra-pahatongan'ny endriny ankehitriny. Mihatra amin'ny Leclanche sela.

Rohy hanatsarana

Niova ny endriky ny mpahay simia frantsay Carl Gasner ho modely tena ilaina: mora amboarina ary azo ampiasaina. Na izany aza, mbola nisy ny olana - ny coating zinc amin'ny singa dia simba rehefa mifandray amin'ny electrolyte asidra nameno ny vilia baolina, ary ny fanaparitahana ny atiny mahery vaika dia mety hanakana ny fitaovana mandeha. Lasa ny fanapahan-kevitra fampiraisana ny ambonin`ny anatiny ny zinc vatana (mercury coating).

Ny amalgam zinc dia saika tsy mihetsika amin'ny asidra, fa mitazona ny toetra electrochemical rehetra amin'ny metaly madio. Na izany aza, noho ny fitsipika momba ny tontolo iainana, ity fomba fanitarana ny fiainan'ny sela ity dia ampiasaina kely kokoa (amin'ny sela tsy misy mercury, azonao atao ny mahita ny soratra na) (1).

2. Alkaline cell layout: 1) case (cathode lead), 2) cathode misy manganese dioxide, 3) electrode separator, 4) anode misy KOH sy zinc vovoka, 5) anode terminal, 6) cellules sealing (electrode insulator). .

Ny fomba iray hafa hampitomboana ny faharetan'ny sela sy ny fiainana dia ny manampy zinc chloride ZnCl₂ ho an'ny famenoana kaopy. Ny sela amin'ity endrika ity dia antsoina matetika hoe Heavy Duty ary (araka ny soso-kevitry ny anarana) dia natao hanamafisana ireo fitaovana mafonja kokoa.

Ny fandrosoana eo amin'ny sehatry ny bateria azo ampiasaina dia ny fanorenana tamin'ny 1955 sela alkaline. Famoronan'ny injeniera kanadiana Lewis Ury, ampiasain'ny orinasa Energizer ankehitriny, dia manana rafitra hafa kely amin'ny an'ny sela Leclanchet.

Voalohany, tsy hahita cathode graphite na kaopy zinc ianao ao. Ireo electrodes roa ireo dia vita amin'ny endrika mando, misaraka paty (matevina miampy reagents: ny cathode dia misy fifangaroan'ny manganese gazy sy graphite, ny anode ny zinc vovoka miaraka amin'ny admixture ny potasioma hydroxide), ary ny terminal dia vita amin'ny metaly ( 2). Na izany aza, ny fanehoan-kevitra mitranga mandritra ny fandidiana dia mitovy amin'ireo izay mitranga ao amin'ny sela Leclanchet.

Asa iray. Manaova "autopsie chimique" amin'ny cellule alkaline mba hahitana fa alkaline tokoa ny ao anatiny (3). Tsarovy fa ny fitandremana mitovy dia mihatra amin'ny fandravana ny sela Leclanchet. Jereo ny saha Code Battery momba ny fomba hamantarana sela alkaline.

3. Ny "fizarana" ny sela alkaline dia manamafy ny votoatin'ny alkali.

Batterie vita an-trano

4. Bateria Ni-MH sy Ni-Cd an-trano.

Ny sela azo averina averina aorian'ny fampiasana no tanjon'ny mpamorona hatramin'ny niandohan'ny fivoaran'ny siansa momba ny herinaratra, noho izany ireo karazany maro.

Amin'izao fotoana izao, ny iray amin'ireo modely ampiasaina amin'ny herinaratra fitaovana an-trano kely dia bateria nickel-cadmium. Ny prototype azy ireo dia niseho tamin'ny 1899 rehefa nanao izany ny mpamorona soedoà. Ernst Jungner nangataka patanty ho an'ny bateria nikela-kadmium izay afaka mifaninana amin'ny bateria efa be mpampiasa amin'ny indostrian'ny fiara. bateria asidra firaka.

Ny anode sela dia cadmium, ny cathode dia trivalent nickel fitambarana, ny electrolyte dia potasioma hydroxide vahaolana (amin'ny maoderina "maina" teti-dratsy, mando pastes ny thickeners tototry ny KOH vahaolana). Ny bateria Ni-Cd (izany no fanendrena azy) dia manana voltase miasa eo amin'ny 1,2 V - kely kokoa noho ny an'ny sela azo ampiasaina, izay, na izany aza, dia tsy olana amin'ny ankamaroan'ny fampiharana. Ny tombony lehibe dia ny fahafahana mandany amin'izao fotoana izao (na amperes vitsivitsy aza) sy ny mari-pana miasa.

5. Jereo ny fepetra takiana amin'ny karazana bateria samihafa alohan'ny hamelomana azy.

Ny tsy fahampian'ny bateria nickel-cadmium dia "effet fahatsiarovana" mavesatra. Mitranga izany rehefa mamelona matetika ny batteries Ni-Cd efa tafavoaka amin'ny ampahany: ny rafitra dia manao toy ny hoe mitovy amin'ny fiampangana averina amin'ny famerenam-bola ihany ny fahaizany. Amin'ny karazana charger sasany dia azo ahena ny "effet mémoire" amin'ny famenoana ny sela amin'ny fomba manokana.

Noho izany, ny nickel-cadmium batteries navoaka dia tokony ho voampanga ao anatin'ny tsingerina feno: voalohany dia esorina tanteraka (mampiasa ny fiasan'ny charger mety) ary avy eo averina averina. Ny famerenam-bola matetika koa dia mampihena ny fiainana tombanana amin'ny tsingerina 1000-1500 (fa ny sela fanariana maro dia hosoloina bateria tokana mandritra ny androm-piainany, ka ny vidin'ny fividianana ambony dia handoa ho azy imbetsaka, tsy lazaina intsony ny fanerena ny bateria. ). tontolo iainana miaraka amin'ny famokarana sy fanariana sela).

Nosoloina ny singa Ni-Cd misy cadmium misy poizina bateria hydride nikela-metaly (Ni-MH fanendrena). Mitovitovy amin’ny bateria Ni-Cd ny firafiny, fa raha tokony ho cadmium, dia metaly porous (Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zr, metaly tany tsy fahita firy) no ampiasaina ho solon’ny cadmium (4). Ny voltase miasa amin'ny sela Ni-MH dia eo amin'ny 1,2 V ihany koa, izay ahafahan'izy ireo ampiasaina mifanakalo amin'ny bateria NiCd. Ny fahafahan'ny sela Nickel Metal Hydride dia lehibe kokoa noho ny an'ny sela Nickel Cadmium mitovy habe. Na izany aza, ny rafitra NiMH dia mamoaka tena haingana kokoa. Efa misy ny endrika maoderina izay tsy manana an'io lesoka io, fa lafo kokoa noho ny modely mahazatra.

Ny batteries nickel-metal hydride dia tsy mampiseho "effet mémoire" (azo averina averina ny sela misy ampahany). Na izany aza, ilaina foana ny manamarina ny fepetra takian'ny famandrihana isaky ny karazana ao amin'ny torolàlana momba ny charger (5).

Raha ny bateria Ni-Cd sy Ni-MH, dia tsy manoro hevitra ny hanala azy ireo izahay. Voalohany, tsy hahita zavatra mahasoa ao aminy isika. Faharoa, ny nikela sy ny cadmium dia tsy singa azo antoka. Aza manao risika tsy amin'antony ary avelao ho an'ny matihanina voaofana ny fanariana.

Ny mpanjakan'ny accumulators, izany hoe...

6. "Mpanjakan'ny bateria" any am-piasana.

… Batterie asidra firaka, naorina tamin'ny 1859 nataon'ny mpahay fizika frantsay Gaston Plantego (eny, eny, ho feno 161 taona ny fitaovana amin'ity taona ity!). Ny elektrôlôta amin'ny batterie dia 37% eo ho eo ny vahaolana asidra solifara (VI), ary ny electrodes dia firaka (anode) ary firaka voarakotra amin'ny sosona gazy karbonika PbO.₂ (katody). Mandritra ny fiasana dia miforona eo amin'ny electrodes ny entona firaka(II)(II)PbSO sulfate.₄. Rehefa mameno ny sela iray dia manana voltase mihoatra ny 2 volts.

bateria firaka raha ny marina dia manana ny fatiantoka rehetra izy: lanjany lehibe, fahatsapana ny fivoahana sy ny mari-pana ambany, ny fitehirizana ao amin'ny fanjakana voampanga, ny mety hisian'ny electrolyte leakage mahery vaika ary ny fampiasana metaly misy poizina. Ankoatra izany, dia mitaky fikarakarana tsara: fanamarinana ny hakitroky ny electrolyte, manampy rano ao amin'ny efi-trano (mampiasa distilled na deionized ihany), fanaraha-maso malefaka (midina ambanin'ny 1,8 V ao amin'ny efitrano iray dia mety hanimba ny electrodes) ary fomba fiampangana manokana.

Koa nahoana no mbola ampiasaina ny rafitra tranainy? Ny "King of Accumulators" dia manana ny toetran'ny tena mpitondra - fahefana. Ny fanjifana avo lenta sy ny fahombiazan'ny angovo avo lenta hatramin'ny 75% (io habetsahan'ny angovo ampiasaina amin'ny famandrihana io dia azo averina mandritra ny fandidiana), ary koa ny famolavolana tsotra sy ny vidin'ny famokarana, midika izany bateria firaka Izy io dia ampiasaina tsy amin'ny fanombohana ny motera fandoroana anatiny, fa koa ho toy ny singa amin'ny famatsiana herinaratra maika. Na dia eo aza ny tantara 160 taona, ny bateria firaka dia mbola mandeha tsara ary tsy nosoloina karazana fitaovana hafa (ary miaraka amin'izany, mitarika ny tenany, izay, noho ny bateria, dia iray amin'ireo metaly novokarina tamin'ny be indrindra) . Raha mbola mitohy ny fivoaran'ny maotera mifototra amin'ny motera fandoroana anatiny, dia mety tsy ho tandindomin-doza ny toerany (6).

Tsy nitsahatra nanandrana namorona fanoloana ny bateria asidra firaka ireo mpamorona. Lasa malaza ny sasany amin'ireo modely ary mbola ampiasaina amin'ny indostrian'ny fiara ankehitriny. Tamin'ny fiafaran'ny taonjato fahasivy ambin'ny folo sy faharoapolo, dia noforonina izay tsy nampiasana vahaolana H.₂SO₄fa ny electrolyte alkaline. Ohatra iray ny bateria nickel-cadmium an'i Ernst Jungner aseho etsy ambony. Tamin'ny 1901 Thomas Alva Edison nanova ny endrika hampiasa vy fa tsy cadmium. Raha oharina amin'ny bateria asidra, ny bateria alkaline dia maivana kokoa, afaka miasa amin'ny mari-pana ambany ary tsy sarotra ny mitantana. Na izany aza, lafo kokoa ny famokarana azy ireo, ary ambany kokoa ny fahombiazan'ny angovo.

Inona àry ny manaraka?

Mazava ho azy fa tsy mandreraka ny fanontaniana ny lahatsoratra momba ny bateria. Tsy resahin'izy ireo, ohatra, ny cellule lithium, izay matetika ampiasaina amin'ny fampandehanana ny kojakoja ao an-tokantrano toy ny kajy na ny renin'ny solosaina. Afaka mianatra bebe kokoa momba azy ireo ianao ao amin'ny lahatsoratra Janoary momba ny Loka Nobel momba ny Chemistry tamin'ny taon-dasa, ary amin'ny lafiny azo ampiharina - ao anatin'ny iray volana (anisan'izany ny fandravana sy ny traikefa).

Misy fanantenana tsara ho an'ny sela, indrindra fa ny bateria. Mihamitombo hatrany izao tontolo izao, izay midika fa ilaina ny tsy miankina amin'ny tariby herinaratra. Olana lehibe ihany koa ny fiantohana ny famatsiana angovo mahomby ho an'ny fiara elektrika. - mba hahafahan'izy ireo mifaninana amin'ny fiara misy motera setroka anatiny ihany koa eo amin'ny lafiny toekarena.

bateria mpanangom-bokatra

Mba hanamora ny famantarana ny karazana sela, dia nampidirina kaody alfanumerika manokana. Ho an'ireo karazana hita matetika indrindra ao an-tokantranontsika ho an'ny fitaovana kely, dia manana endrika laharana-litera-litera-numera.

Ary izay:

- ny isa voalohany dia ny isan'ny sela; tsy raharahaina ho an'ny sela tokana;

– ny litera voalohany dia manondro ny karazana sela. Rehefa tsy hita ilay izy dia mifandray amin'ny rohy Leclanche ianao. Ny karazana sela hafa dia misy marika toy izao:

C - sela lithium (karazana mahazatra indrindra),

H - Batterie Ni-MH,

K - bateria nikela-kadmium;

L - sela alkaline;

- Ity litera manaraka ity dia manondro ny endrik'ilay rohy:

F - takelaka,

R - cylindrical,

P - ny fanondroana ankapoben'ny rohy manana endrika hafa ankoatry ny cylindrical;

- ny tarehimarika na tarehimarika farany dia manondro ny haben'ny rohy (soatoavina katalaogy na manondro mivantana ny refy) (7).

7. Ny haben'ny sela sy ny bateria malaza.

Ohatra marika:

R03
- sela zinc-graphite mitovy habe amin'ny rantsantanana kely. Ny anarana iray hafa dia AAA na.

LR6 - sela alkaline mitovy habe amin'ny rantsantanana. Ny anarana iray hafa dia AA na.

HR14 - bateria Ni-MH; ny litera C dia ampiasaina koa mba hilazana ny habeny.

KR20 - Batterie Ni-Cd, izay misy marika D koa ny habeny.

3LR12 - batterie fisaka misy voltase 4,5 V, misy sela alkaline telo cylindrical.

6F22 - Batterie 9-volt, misy sela fisaka Leclanchet enina.

CR2032 - sela lithium misy savaivony 20 mm ary 3,2 mm ny hateviny.

Hitanisa ity pejy ity