Czym wyróżniają się baterie cynkowo-węglowe?

Baterie cynkowo-węglowe znane są od 140 lat. Obecnie w użyciu mamy dwa rodzaje baterii cynkowo-węglowych, system chlorkowo-cynkowy i system Leclanché, stanowiące ekonomiczne źródło energii. Ogniwo Leclanchégo odniosło sukces komercyjny, ponieważ cynk anody, naturalnie występujący dwutlenek manganu dla katody oraz sól chlorku amonu dla elektrolitu były wystarczająco dostępne i niedrogie.

Technologia baterii chlorkowo-cynkowych została opracowana później, w latach 60-tych, obejmując stabilne cienkie separatory, ulepszone uszczelnienia oraz chlorek cynku jako elektrolit, co przyniosło znacznie lepsze wyniki w zastosowaniach z dużym obciążeniem i mniejszą szczelność ogniw. Oba typy należą do najczęściej używanych baterii pierwotnych na świecie, chociaż ich użycie w Stanach Zjednoczonych i Europie spada. Ogólnie rzecz biorąc, baterię cynkowo-węglową można scharakteryzować jako baterię o niskim koszcie, łatwej dostępności i akceptowalnej wydajności w wielu zastosowaniach, co jest szczególnie ważne w przypadku zasilania w krajach Trzeciego Świata.

Baterie cynkowe – budowa

Pojemnikiem cynkowo-węglowego ogniwa suchego jest puszka cynkowa. Dno i boki puszki zawierają warstwę separatora papierowego, który jest impregnowany chlorkiem amon wraz z substancją zagęszczającą, tworząc wodną pastę elektrolitową. Papierowy separator zapobiega tworzeniu się zwarcia poprzez ochronę puszki cynkowej przed kontaktem z katodą, która jest mieszaniną sproszkowanego węgla i tlenku manganu, która jest upakowana wokół pręta węglowego. Węgiel jest jedynym praktycznym materiałem przewodzącym, ponieważ każdy zwykły metal szybko ulega korozji w elektrodzie dodatniej, gdy w obecności elektrolitu na bazie soli

Baterie cynkowo-węglowe i ich przekrój poprzeczny

Baterie cynkowe wykorzystują separator składający się z warstwy skrobi lub mąki. W nowoczesnych ogniwach stosuje się warstwę papieru pokrytego skrobią, która jest cieńsza i pozwala na zastosowanie większej ilości dwutlenku manganu. Pierwotnie ogniwa były uszczelniane warstwą asfaltu, aby zapobiec wysychaniu elektrolitu; ostatnio stosuje się termoplastyczne uszczelnienie podkładkowe, aby pomóc w zapobieganiu wyciekom, a także w powstrzymaniu ewentualnego ciśnienia wewnętrznego, które może powstać w wyniku nagromadzenia się wodoru podczas rozładowania. Pręt węglowy jest lekko porowaty, co pozwala bardziej naładowanym atomom wodoru łączyć się, tworząc gazowy wodór. Stosunek dwutlenku manganu i proszku węglowego w paście katodowej wpływa na charakterystykę ogniwa: więcej proszku węglowego obniża opór wewnętrzny, podczas gdy więcej dwutlenku manganu poprawia zdolność magazynowania.

Dodaj komentarz