Сухая камера
— Сухой элемент это тип электрической батареи , обычно используемый в портативных электрических устройствах. В отличие от батарей с мокрыми элементами, которые имеют жидкий электролит, в сухих элементах электролит используется в виде пасты и, таким образом, менее подвержены утечкам .
Сухой элемент был разработан в 1886 году немецким ученым Карлом Гасснером после разработки Жоржем Лекланше влажных углеродных батарей цинк - в 1866 году. Тип сухого элемента был также разработан японским изобретателем Сакизо Яй в 1887 году.
История
[ редактировать ]
Многие экспериментаторы пытались иммобилизовать электролит электрохимической ячейки, чтобы сделать ее более удобной в использовании. Свая Замбони 1812 года представляет собой сухую батарею высокого напряжения, но способную выдавать лишь незначительный ток. Различные эксперименты проводились с целлюлозой, опилками, стекловолокном, асбестовыми волокнами и желатином. [ 1 ]
В 1886 году Карл Гасснер получил немецкий патент (№ 37758) на вариант (мокрого) элемента Лекланше , который стал известен как сухой элемент, поскольку в нем не было свободного жидкого электролита. Вместо этого хлорид аммония смешивали с парижским гипсом, чтобы получилась паста, с добавлением небольшого количества хлорида цинка для продления срока годности. Катод из диоксида марганца был погружен в эту пасту, и оба были запечатаны в цинковую оболочку, которая также действует как анод. 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. Изобретателем был Сакидзо Яй . [ 3 ] Однако у Яя не было достаточно денег, чтобы подать заявку на патент. [ 4 ] первым патентообладателем батареи в Японии был не Яй, а Такахаси Ичисабуро . Вильгельм Хеллесен также изобрел сухую батарею в 1887 году и получил патент США № 439 151 в 1890 году. [ 3 ]
В отличие от предыдущих «мокрых» ячеек, сухая камера Гасснера более прочная, не требует обслуживания, не проливается и может использоваться в любой ориентации. Он обеспечивает потенциал 1,5 вольта. Первой моделью массового производства был сухой элемент Columbia, впервые выпущенный на рынок Национальной углеродной компанией в 1896 году. [ 5 ] NCC усовершенствовал модель Гасснера, заменив гипс на спиральный картон — нововведение, которое оставляет больше места для катода и упрощает сборку батареи. Это была первая удобная батарея для масс, сделавшая портативные электрические устройства практичными.
Цинк -углеродный элемент (как его стали называть) производится до сих пор.
Дизайн
[ редактировать ]
В сухом элементе используется пастообразный электролит с достаточным количеством влаги , чтобы обеспечить протекание тока. В отличие от влажного элемента , сухой элемент может работать в любом положении, не проливая жидкость, 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 обладали безопасностью и портативностью сухих элементов до тех пор, пока не были разработаны гелевые батареи . Мокрые элементы по-прежнему используются в приложениях с высоким потреблением тока, таких как запуск двигателей внутреннего сгорания , поскольку подавление потока электролита имеет тенденцию снижать токовую мощность.
Обычным сухим элементом является цинк-углеродный элемент , иногда называемый сухим элементом Лекланше , с номинальным напряжением 1,5 В , таким же, как и у щелочного элемента (поскольку оба используют одну и ту же комбинацию цинка и диоксида марганца ).
Стандартный сухой элемент содержит цинковый анод , обычно в форме цилиндрического горшка, и угольный катод в форме центрального стержня. Электролит — . хлорид аммония в виде пасты рядом с цинковым анодом Оставшееся пространство между электролитом и угольным катодом занимает вторая паста, состоящая из хлорида аммония и диоксида марганца , причем последний действует как деполяризатор . В некоторых конструкциях, часто продаваемых как «сверхмощные», хлорид аммония заменяется хлоридом цинка .
Типы
[ редактировать ]Первичные элементы не подлежат перезарядке и обычно утилизируются после того, как в ходе внутренней реакции элемента были израсходованы реактивные исходные химические вещества.
Вторичные элементы перезаряжаются и могут использоваться повторно несколько раз.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ МЫ Айртон Практическое электричество; Лабораторный курс и курс лекций для первого года обучения ... 1897 г., переиздание «Читайте книги», 2008 г. ISBN 1-4086-9150-7 , стр. 458.
- ^ «Гальваническая батарея - Карл Гасснер - Патент США 373 064» .
- ^ Jump up to: а б «История батареи: 1) Сухая батарея Яй» . www.baj.or.jp. Архивировано из оригинала 01 сентября 2017 г. Проверено 18 апреля 2020 г.
- ^ «Mitsubishi Electric FA, часть 1: Учимся у наших предшественников: Сакидзо Яй, изобретателя, который предвидел эпоху электричества и был назван «королем сухих элементов». Культура/образование FA Compass» ) . www.mitsubishielectric.co.jp (на английском языке Японский) . Проверено 18 апреля 2020 г.
- ^ «Сухая батарея Колумбии» . Национальные исторические химические достопримечательности . Американское химическое общество . Проверено 21 февраля 2014 г.
| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
