Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для хэви-метал группы см Dry Cell (группа) . Для тюремных сухих камер см. Сухая камера (тюрьма) .
Штриховой рисунок сухого элемента:
1. латунный колпачок, 2. пластиковое уплотнение, 3. расширительное пространство, 4. пористый картон, 5. цинковая банка, 6. угольный стержень, 7. химическая смесь.

Сухой элемент представляет собой тип электрической батареи , обычно используются для портативных электрических устройств. Он был разработан в 1886 году немецким ученым Карлом Gassner , после разработки мокрых угольно-цинковых батарей по Georges Leclanché в 1866. Современная версия была разработана японской Яй Sakizo в 1887 году.

В сухом элементе используется пастообразный электролит с достаточным количеством влаги для протекания тока. В отличие от влажного элемента , сухой элемент может работать в любой ориентации, не проливаясь, поскольку он не содержит свободной жидкости, что делает его пригодным для портативного оборудования. Для сравнения: первые влажные камеры обычно представляли собой хрупкие стеклянные контейнеры со свинцовыми стержнями, свисающими с открытого верха, и требовали осторожного обращения, чтобы избежать утечки . Свинцово-кислотные батареи не обеспечивали безопасность и портативность сухих элементов до разработки гелевых батарей . Влажные камеры по-прежнему используются для приложений с высоким дренажем, таких как запуск двигателей внутреннего сгорания., потому что подавление потока электролита ведет к снижению допустимой токовой нагрузки.

Распространенная сухая клетка является цинк-углеродная клеткой , иногда называемой сухим Leclanché клетками , с номинальным напряжением 1,5 вольта , так же , как щелочная клетка (так как оба используют тот же цинк - диоксид марганца комбинации).

Стандартный сухой элемент содержит цинковый анод , обычно в форме цилиндрического резервуара, с углеродным катодом в виде центрального стержня. Электролита является хлорид аммония в виде пасты , рядом с цинковым анодом. Оставшееся пространство между электролитом и угольным катодом занято второй пастой, состоящей из хлорида аммония и диоксида марганца , последний действует как деполяризатор . В некоторых конструкциях, которые часто продаются как «тяжелые», хлорид аммония заменяется хлоридом цинка .

История [ править ]

Сухая батарея Вильгельма Хеллесена 1890

Многие экспериментаторы пытались иммобилизовать электролит электрохимической ячейки, чтобы сделать ее более удобной в использовании. Zamboni свая 1812 является сухой батареей высокого напряжения , но способная доставлять только минуту токов. Были проведены различные эксперименты с целлюлозой, опилками, стекловолокном, асбестовыми волокнами и желатином. [1]

В 1886 году Карл Гасснер получил немецкий патент (№ 37 758) на вариант (мокрой) ячейки Лекланше , который стал известен как сухой элемент, потому что в нем не было свободного жидкого электролита. Вместо этого хлорид аммония был смешан с гипсом Paris для создания пасты с добавлением небольшого количества хлорида цинка для продления срока службы оболочки. Диоксида марганца катод погружали в этих пастах, и оба были запечатаны в цинковой оболочке, который также выступает в качестве анода. В ноябре 1887 года он получил патент США 373 064 на то же устройство. [2] Сухая батарея была изобретена в Японии в эпоху Мэйдзи в 1887 году.Яи Сакидзо  [ джа ] . [3] Однако у Яя не было достаточно денег, чтобы подать патент, [4] первым держателем патента на батарею в Японии был не Яй, а Такахаши Ичисабуро . Вильгельм Хеллесен также изобрел сухую батарею и получил патент США 439 151 в 1890 году [5].

В отличие от предыдущих влажных ячеек, сухая ячейка Гасснера более прочная, не требует обслуживания, не проливается и может использоваться в любом положении. Он обеспечивает потенциал 1,5 вольта. Первой серийно производимой моделью была сухая ячейка Columbia, впервые поступившая на рынок National Carbon Company в 1896 году. [6] NCC улучшила модель Гасснера, заменив гипс на спиральный картон, нововведение, которое оставляет больше места для катода и упрощает сборку аккумулятора. Это была первая удобная батарея для масс, которая сделала портативные электрические устройства практичными.

Цинк-углеродные клетки (как это стало известно) до сих пор производится сегодня.

Реклама Ray-O-Vac, США, 1949 г.

Типы сухих ячеек [ править ]

  • Первичная ячейка
    • Цинк-угольный элемент
    • Щелочная ячейка
    • Литиевая батарея
    • Ячейка ртути
    • Ячейка из оксида серебра
  • Вторичная ячейка
    • Никель-кадмиевый элемент
    • Литий-ионный элемент
    • Никель-металлогидридная ячейка

Первичные элементы не являются перезаряжаемыми и обычно утилизируются после того, как внутренняя реакция элемента израсходовала реактивные исходные химические вещества.

Вторичные элементы являются перезаряжаемыми и могут использоваться многократно.

См. Также [ править ]

  • Список размеров батарей
  • Список типов батарей
  • Аккумуляторная батарея
  • Влажная камера

Ссылки [ править ]

  1. ^ WE Айртон Практическое Электричество; Лаборатория и курс лекций для первого года ... 1897, переиздание Read Books, 2008 ISBN  1-4086-9150-7 , стр. 458
  2. ^ http://todayinsci.com/G/Gassner_Carl/GassnerPatent373064.htm
  3. ^ "История батареи: 1) Сухая батарея Yai" . www.baj.or.jp . Проверено 18 апреля 2020 .
  4. ^ «三菱 電機 FA 第 1 回 先人 に 学 ぶ 屋 井 蔵 電 気 の 時代 を 先 し「 乾電池 王 」と ば 家 家 文化 ・ 教養 FA 針 盤» . www.mitsubishielectric.co.jp (на японском языке) . Проверено 18 апреля 2020 .
  5. ^ "История батареи" . Аккумуляторная ассоциация Японии . Проверено 18 сентября 2017 .
  6. ^ "Колумбийская сухая аккумуляторная батарея" . Национальные исторические химические достопримечательности . Американское химическое общество . Проверено 21 февраля 2014 .