เซลล์แห้ง: โครงสร้างและการใช้งาน
เซลล์แห้ง เป็นแบตเตอรี่ที่มีสื่ออิเล็กโทรไลต์ประกอบด้วยป่นไม่ใช่วิธีการแก้ปัญหา อย่างไรก็ตามกะปิดังกล่าวมีความชื้นในระดับหนึ่งและด้วยเหตุผลดังกล่าวมันจึงไม่แห้งอย่างเคร่งครัด
ปริมาณน้ำเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอสำหรับไอออนที่จะเคลื่อนที่และดังนั้นการไหลของอิเล็กตรอนภายในกอง
ความได้เปรียบอย่างใหญ่หลวงของกองเปียกอันแรกคือเนื่องจากมันเป็นอิเล็กโทรไลติคเนื้อหาจึงไม่สามารถรั่วไหลได้ สิ่งที่เกิดขึ้นกับแบตเตอรี่เปียกซึ่งมีอันตรายและละเอียดอ่อนกว่าแบตเตอรี่แห้ง เมื่อพิจารณาถึงความเป็นไปไม่ได้ของการรั่วไหลเซลล์แห้งจะพบการใช้งานในอุปกรณ์พกพาและอุปกรณ์พกพา
ในภาพด้านบนคุณมีแบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอนแห้ง แม่นยำยิ่งขึ้นมันเป็นรุ่นที่ทันสมัยของกองจอร์ชสเลชเช่ จากทั้งหมดมันเป็นเรื่องธรรมดาที่สุดและอาจจะง่ายที่สุด
อุปกรณ์เหล่านี้แสดงถึงความสะดวกสบายด้านพลังงานเนื่องจากมีพลังงานเคมีในกระเป๋าของคุณที่สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ และด้วยวิธีนี้ไม่ต้องพึ่งพาการเชื่อมต่อปัจจุบันหรือพลังงานที่จัดหาโดยโรงไฟฟ้าขนาดใหญ่และเครือข่ายเสาและสายเคเบิลที่กว้างใหญ่
โครงสร้างเซลล์แห้ง
โครงสร้างของเซลล์แห้งคืออะไร ในภาพคุณสามารถเห็นปกของมันซึ่งไม่มีอะไรมากไปกว่าฟิล์มโพลีเมอร์เหล็กและขั้วทั้งสองที่มีวงแหวนแยกออกมาจากด้านหน้า
อย่างไรก็ตามนี่เป็นเพียงลักษณะภายนอกเท่านั้น ในการตกแต่งภายในของมันอยู่ส่วนที่สำคัญที่สุดซึ่งทำให้การทำงานที่เหมาะสม
เซลล์แห้งแต่ละแห่งจะมีคุณสมบัติเป็นของตัวเอง แต่จะพิจารณาเฉพาะแบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอนซึ่งโครงสร้างทั่วไปสำหรับแบตเตอรี่อื่น ๆ ทั้งหมดสามารถกำหนดได้
แบตเตอรี่ของแบตเตอรี่สองก้อนขึ้นไปเป็นแบตเตอรี่และแบตเตอรี่หลังเป็นเซลล์ voltaic ดังที่อธิบายไว้ในส่วนถัดไป
ขั้วไฟฟ้า
โครงสร้างภายในของแบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอนแสดงอยู่ในภาพด้านบน ไม่ว่าเซลล์ voltaic นั้นจะต้องมีอิเล็กโทรดสองขั้วเสมอ: หนึ่งซึ่งอิเลคตรอนจะถูกปล่อยออกมาและอีกอันหนึ่งที่รับพวกมัน
อิเล็กโทรดเป็นวัสดุนำไฟฟ้าและจะต้องมีกระแสไฟฟ้าทั้งคู่จะต้องมีอิเล็กโทร
ตัวอย่างเช่นสังกะสีดีบุกสีขาวที่ล้อมรอบแบตเตอรีคือตำแหน่งที่อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปยังวงจรไฟฟ้า (อุปกรณ์) ที่ต่ออยู่
ในอีกทางหนึ่งในสื่อทั้งหมดเป็นขั้วไฟฟ้ากราไฟท์คาร์บอน; แช่อยู่ในน้ำพริกซึ่งประกอบด้วย NH 4 Cl, ZnCl 2 และ MnO 2
อิเล็กโทรดนี้เป็นสิ่งที่รับอิเล็กตรอนและสังเกตว่ามันมีสัญลักษณ์ '+' ซึ่งหมายความว่ามันเป็นขั้วบวกของแบตเตอรี่
ขั้ว
ดังที่เห็นด้านบนแท่งกราไฟต์ในภาพมีขั้วไฟฟ้าบวก; และด้านล่างจากสังกะสีภายในสามารถที่อิเลกตรอนไหลเทอร์มินัลลบ
นั่นคือเหตุผลที่แบตเตอรี่มีเครื่องหมาย '+' หรือ '-' เพื่อระบุวิธีที่ถูกต้องในการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์และทำให้เปิดใช้งานได้
ทรายและขี้ผึ้ง
แม้ว่าจะไม่ได้แสดง แต่วางได้รับการป้องกันด้วยบัฟเฟอร์ทรายและตราประทับขี้ผึ้งที่ป้องกันผลกระทบเชิงกลเล็กน้อยหรือความปั่นป่วนการหกหรือสัมผัสกับเหล็ก
การทำงาน
เซลล์แห้งทำงานอย่างไร เริ่มต้นด้วยมันเป็นเซลล์ voltaic นั่นคือมันสร้างกระแสไฟฟ้าจากปฏิกิริยาเคมี ดังนั้นปฏิกิริยารีดอกซ์จึงเกิดขึ้นภายในกองซึ่งสปีชีส์จะได้รับหรือสูญเสียอิเล็กตรอน
อิเล็กโทรดทำหน้าที่เป็นพื้นผิวที่อำนวยความสะดวกและช่วยให้การพัฒนาของปฏิกิริยาเหล่านี้ อาจเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นหรือลดลงของสปีชีส์
เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ได้ดีขึ้นจะมีการอธิบายเฉพาะแง่มุมทางเคมีของแบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอน
ออกซิเดชันของขั้วไฟฟ้าสังกะสี
ทันทีที่เปิดใช้งานอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบตเตอรี่จะปล่อยอิเล็กตรอนโดยการออกซิไดซ์ขั้วไฟฟ้าสังกะสี สิ่งนี้สามารถถูกแทนด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:
Zn => Zn2 + + 2e-
หากมี Zn2 + อยู่รอบ ๆ โลหะจำนวนมากโพลาไรเซชันประจุบวกจะเกิดขึ้นดังนั้นจะไม่มีการเกิดออกซิเดชันอีก ดังนั้น Zn2 + จะต้องกระจายผ่านการวางไปยังแคโทดซึ่งอิเล็กตรอนจะกลับมา
อิเล็กตรอนเมื่อพวกเขาเปิดใช้งานอุปกรณ์กลับไปที่อิเล็กโทรดอื่น ๆ : ของกราไฟท์เพื่อค้นหาสารเคมีชนิด "รอมัน"
การลดลงของแอมโมเนียมคลอไรด์
ตามที่ระบุไว้ข้างต้นในการวางมี NH 4 Cl และ MnO 2 สารที่เปลี่ยนค่า pH ที่เป็นกรดของพวกเขา ทันทีที่อิเล็กตรอนเข้าสู่ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้น:
2NH 4 + + 2e- => 2NH 3 + H 2
ผลิตภัณฑ์สองชนิดคือแอมโมเนียและโมเลกุลไฮโดรเจน NH 3 และ H 2 เป็นก๊าซดังนั้นจึงสามารถ "กอง" กองหากพวกเขาไม่ได้รับการเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ; ตัวอย่างเช่นสองต่อไปนี้:
Zn2 + + 4NH 3 => [Zn (NH 3 ) 4 ] 2+
H 2 + 2MnO 2 => 2MnO (OH)
โปรดทราบว่าแอมโมเนียมจะลดลง (เพิ่มอิเล็กตรอน) ให้กลายเป็น NH 3 ถัดไปก๊าซเหล่านี้ถูกทำให้เป็นกลางโดยส่วนประกอบอื่น ๆ ของการวาง
คอมเพล็กซ์ [Zn (NH 3 ) 4 ] 2+ ช่วยอำนวยความสะดวกในการแพร่กระจายของไอออน Zn 2+ ไปยังแคโทดจึงป้องกันเซลล์จาก "หยุด"
วงจรภายนอกของอุปกรณ์ทำหน้าที่เป็นสะพานสำหรับอิเล็กตรอน มิฉะนั้นจะไม่มีการเชื่อมต่อโดยตรงระหว่างสังกะสีกับขั้วไฟฟ้ากราไฟท์ ในภาพของโครงสร้างวงจรนี้จะเป็นตัวแทนของสายเคเบิลสีดำ
ปล่อย
แบตเตอรี่แห้งมีหลายรุ่นหลายขนาดและแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้ บางส่วนไม่ได้ชาร์จใหม่ได้ (เซลล์ voltaic หลัก) ในขณะที่คนอื่นทำ (เซลล์ voltaic รอง)
แบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอนมีแรงดันใช้งาน 1.5V รูปแบบของพวกเขาเปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับขั้วไฟฟ้าและองค์ประกอบของอิเล็กโทรไลต์
จะมีจุดที่อิเล็กโตรไลต์ทั้งหมดทำปฏิกิริยาและไม่ว่าสังกะสีจะถูกออกซิไดซ์มากแค่ไหนก็จะไม่มีสปีชีส์ใดที่รับอิเล็กตรอนและส่งเสริมการปลดปล่อย
นอกจากนี้อาจเป็นกรณีที่ก๊าซที่ก่อตัวไม่ถูกทำให้เป็นกลางอีกต่อไปและยังคงมีแรงกดดันอยู่ภายในกอง
แบตเตอรี่สังกะสีคาร์บอนและอื่น ๆ ที่ไม่สามารถชาร์จใหม่ได้จะต้องนำมารีไซเคิล เนื่องจากส่วนประกอบของมันโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ้าพวกเขาเป็นนิกเกิลแคดเมียมเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อมโดยการปนเปื้อนดินและน้ำ
