Mangano cinko elementas. (1) metalinis dangtelis, (2) grafito elektrodas ("+"), (3) cinko puodelis (""), (4) mangano oksidas, (5) elektrolitas, (6) metalinis kontaktas. Mangano cinko elementas, ... ... Vikipedija

RC 53M (1989) gyvsidabrio cinko elementas ("RC tipo") galvaninis elementas, kuriame anodas yra cinkas ... Wikipedia

„Oxyride“ akumuliatoriai „Oxyride ™“ akumuliatoriai yra „Panasonic“ sukurtas vienkartinių (neužkraunamų) akumuliatorių prekės ženklas. Jie specialiai sukurti prietaisams, naudojantiems daug energijos ... Vikipedija

Normali „Weston“ elementas, gyvsidabrio-kadmio elementas yra galvaninė ląstelė, kurios EMF laikui bėgant yra labai stabili ir atkuriama iš vienos kopijos į kitą. Jis naudojamas kaip etaloninės įtampos šaltinis (atskaitos įtampa) arba įtampos standartas ... ... Wikipedia

SC 25 sidabro-cinko akumuliatorius, antrinis cheminės srovės šaltinis, baterija, kurioje anodas yra sidabro oksidas, suspaustų miltelių pavidalu, katodas yra mišinys ... Wikipedia

Įvairių dydžių miniatiūrinės baterijos Miniatiūrinė baterija, mygtuko dydžio baterija, pirmiausia buvo plačiai naudojama elektroniniuose rankiniuose laikrodžiuose, todėl ji taip pat vadinama ... Wikipedia

Gyvsidabrio cinko elementas („RC tipo“) yra galvaninis elementas, kuriame anodas yra cinkas, katodas yra gyvsidabrio oksidas, elektrolitas yra kalio hidroksido tirpalas. Privalumai: pastovi įtampa ir didžiulis energijos intensyvumas bei energijos tankis. Trūkumai: ... ... Vikipedija

Mangano cinko galvaninė ląstelė, kurioje kaip katodas naudojamas mangano dioksidas, miltelių pavidalo cinko anodas ir šarminis tirpalas, paprastai kalio hidroksidas, kaip elektrolitas. Turinys 1 Išradimo istorija ... Vikipedija

Nikelio-cinko akumuliatorius yra cheminės srovės šaltinis, kuriame anodas yra cinkas, elektrolitas yra kalio hidroksidas, pridedant ličio hidroksido, o katodas yra nikelio oksidas. Dažnai sutrumpinamas kaip NiZn. Pliusai: ... ... Vikipedija

Masinis kompaktiško cinko oro akumuliatorių patekimas į rinką gali reikšmingai pakeisti nedidelio dydžio nešiojamųjų kompiuterių ir skaitmeninių prietaisų akumuliatorių rinkinį.

Energijos problema

ir pastaraisiais metais žymiai išaugo nešiojamųjų kompiuterių ir įvairių skaitmeninių prietaisų parkas, daugelis jų neseniai pasirodė rinkoje. Šis procesas pastebimai paspartėjo dėl didėjančio mobiliųjų telefonų populiarumo. Savo ruožtu spartus nešiojamųjų elektroninių prietaisų skaičiaus augimas labai padidino autonominių elektros energijos šaltinių, visų pirma įvairių tipų baterijų ir akumuliatorių, paklausą.

Tačiau būtinybė aprūpinti daugybę nešiojamųjų prietaisų su baterijomis yra tik viena problemos pusė. Taigi, tobulėjant nešiojamiesiems elektroniniams prietaisams, elementų surinkimo tankis ir juose naudojamų mikroprocesorių galia padidėja - vos per trejus metus naudotų PDA procesorių laikrodžio dažnis padidėjo eilės tvarka. Mažus nespalvotus ekranus keičia didelės raiškos, didesnio ekrano spalvoti ekranai. Visa tai lemia energijos vartojimo padidėjimą. Be to, yra aiški tolesnio miniatiūrizavimo tendencija nešiojamosios elektronikos srityje. Atsižvelgiant į minėtus veiksnius, tampa visiškai akivaizdu, kad panaudotų baterijų energijos intensyvumo, galios, ilgaamžiškumo ir patikimumo padidėjimas yra viena iš svarbiausių sąlygų užtikrinant tolesnę nešiojamųjų elektroninių prietaisų plėtrą.

Atsinaujinančių šaltinių autonominio maitinimo problema yra labai opi nešiojamųjų kompiuterių segmente. Šiuolaikinės technologijos leidžia sukurti nešiojamus kompiuterius, kurie savo funkcine įranga ir našumu praktiškai nenusileidžia visaverčiams darbalaukio sistemoms. Tačiau dėl nepakankamai veiksmingų autonominio maitinimo šaltinių nešiojamųjų kompiuterių vartotojams atimamas vienas iš pagrindinių šio tipo kompiuterio privalumų - mobilumas. Geras šiuolaikinio nešiojamojo kompiuterio, turinčio ličio jonų akumuliatorių, indikatorius yra maždaug 4 valandų akumuliatoriaus veikimo laikas, tačiau to akivaizdžiai nepakanka visaverčiam darbui mobiliomis sąlygomis (pavyzdžiui, skrydis iš Maskvos į Tokiją trunka apie 10 valandų, o iš Maskvos į Los Andželą - beveik 15).

Viena iš galimybių išspręsti nešiojamųjų kompiuterių baterijos veikimo laiko pailgėjimo problemą yra perėjimas nuo dabar plačiai paplitusių nikelio-metalo hidrido ir ličio jonų akumuliatorių prie cheminių kuro elementų 2. Žemos darbo temperatūros kuro elementai, tokie kaip PEM („Proton Exchange Membrane“) ir DMCF (tiesioginės metanolio kuro elementai), yra perspektyviausi pritaikyti nešiojamiesiems elektroniniams prietaisams ir asmeniniams kompiuteriams. Šiems elementams kaip kuras naudojamas vandeninis metilo alkoholio (metanolio) 3 tirpalas.

Tačiau šiame etape cheminių kuro elementų ateitį apibūdinti išskirtinai rožinėmis spalvomis būtų per daug optimistiškai. Faktas yra tas, kad mažiausiai dvi kliūtys trukdo masiškai paskirstyti kuro elementus nešiojamuose elektroniniuose prietaisuose. Pirma, metanolis yra gana toksiška medžiaga, o tai reiškia didesnius kuro kasečių sandarumo ir patikimumo reikalavimus. Antra, norint užtikrinti priimtiną žemos darbinės temperatūros kuro elementų cheminių reakcijų greitį, reikia naudoti katalizatorius. Šiuo metu iš platinos ir jo lydinių pagaminti katalizatoriai naudojami PEM ir DMCF ląstelėse, tačiau natūralios šios medžiagos atsargos yra mažos, o jos išlaidos yra didelės. Teoriškai įmanoma platiną pakeisti kitais katalizatoriais, tačiau iki šiol nė viena iš šios srities tyrimais užsiimančių komandų negalėjo rasti priimtinos alternatyvos. Šiandien vadinamoji platinos problema yra bene rimčiausia kliūtis plačiai išplėsti kuro elementus nešiojamiesiems kompiuteriams ir elektroniniams prietaisams.

1 Tai reiškia standartinio akumuliatoriaus veikimo laiką.

2 Skaitykite daugiau apie kuro elementus straipsnyje „Kuro elementai: vilties metai“, paskelbtame # 1'2005.

3 dujinio vandenilio kuro PEM elementuose yra integruotas keitiklis vandenilio gamybai iš metanolio.

Cinko oro elementai

Nors daugelio publikacijų autoriai cinko oro baterijas ir akumuliatorius laiko vienu iš kuro elementų potipių, tai nėra visiškai tiesa. Net apskritai susipažinus su cinko-oro elementų įrenginiu ir veikimo principu, galima padaryti visiškai nedviprasmišką išvadą, kad teisingiau juos laikyti atskira autonominių maitinimo šaltinių klase.

Cinko oro elementų elementų konstrukcijoje yra katodas ir anodas, atskirti šarminiu elektrolitu ir mechaniniais separatoriais. Kaip katodas naudojamas dujų difuzinis elektrodas (GDE), kurio pralaidi membrana leidžia gauti deguonį iš per jį cirkuliuojančio atmosferos oro. „Kuras“ yra cinko anodas, kuris oksiduojamas veikiant ląstelei, o oksiduojantis agentas yra deguonis, gaunamas iš atmosferos oro, patenkančio per „kvėpavimo angas“.

Katode vyksta deguonies elektrodrodukcijos reakcija, kurios produktai yra neigiamai įkrauti hidroksido jonai:

O2 + 2H2O + 4e4OH -.

Hidroksido jonai elektrolite juda į cinko anodą, kur vykstant cinko oksidacijos reakcijai išsiskiria elektronai, kurie per išorinę grandinę grįžta į katodą:

Zn + 4OH - Zn (OH) 4 2– + 2e.

Zn (OH) 4 2– ZnO + 2OH - + H20.

Akivaizdu, kad cinko oro elementai nepriskiriami cheminių kuro elementų klasifikacijai: pirma, jie naudoja sunaudojamą elektrodą (anodą), antra, kuras iš pradžių dedamas į elemento vidų ir eksploatacijos metu tiekiamas ne iš lauke.

Įtampa tarp vieno cinko oro elemento elektrodų yra 1,45 V, tai yra labai arti šarminių (šarminių) baterijų. Jei reikia, norint gauti didesnę maitinimo įtampą, keletą nuosekliai sujungtų elementų galima sujungti į bateriją.

Cinkas yra gana paplitusi ir nebrangi medžiaga, todėl, panaudojus masinę cinko-oro elementų gamybą, gamintojai nepatirs problemų dėl žaliavų. Be to, net pradiniame etape tokių maitinimo šaltinių kaina bus gana konkurencinga.

Taip pat svarbu, kad cinko oro elementai yra labai ekologiški produktai. Jų gamybai naudojamos medžiagos neteršia aplinkos ir gali būti pakartotinai panaudotos jas perdirbus. Cinko ir oro elementų (vandens ir cinko oksido) reakcijos produktai taip pat yra visiškai saugūs žmonėms ir aplinkai - cinko oksidas netgi naudojamas kaip pagrindinis kūdikių miltelių komponentas.

Tarp darbinių cinko-oro elementų savybių verta atkreipti dėmesį į tokius pranašumus kaip mažas savaiminio išlydžio greitis neaktyvioje būsenoje ir nedidelis įtampos vertės pokytis iškrovimo metu (plokščia iškrovimo kreivė).

Tam tikras cinko-oro elementų trūkumas yra santykinio įeinančio oro drėgnumo įtaka elemento savybėms. Pavyzdžiui, cinko oro elementams, suprojektuotiems veikti esant 60% RH, naudojimo laikas sumažėja apie 15%, kai drėgmė pakyla iki 90%.

Nuo baterijų iki įkraunamų baterijų

Vienkartinės baterijos yra lengviausias cinko oro elementų pasirinkimas. Kuriant didelio dydžio ir galios cinko-oro elementus (pavyzdžiui, skirtus transporto priemonių elektrinėms maitinti), cinko anodo kasetes galima pakeisti. Tokiu atveju norint atnaujinti energijos tiekimą, pakanka išimti kasetę su panaudotais elektrodais ir vietoje jų įdėti naują. Elektrodų atliekas galima pakartotinai naudoti elektrochemiškai specializuotose įmonėse.

Jei kalbėsime apie kompaktiškas baterijas, tinkamas naudoti nešiojamuosiuose kompiuteriuose ir elektroniniuose prietaisuose, tai praktiškai neįmanoma įgyvendinti galimybės su keičiamomis cinko anodo kasetėmis dėl mažo dydžio baterijų. Štai kodėl dauguma šiuo metu rinkoje esančių kompaktiškų cinko oro elementų yra vienkartiniai. Mažo dydžio vienkartines cinko-oro baterijas gamina „Duracell“, „Eveready“, „Varta“, „Matsushita“, GP, taip pat vietinė įmonė „Energia“. Pagrindinė tokių maitinimo šaltinių taikymo sritis yra klausos aparatai, nešiojamieji radijo imtuvai, fotografijos įranga ir kt.

Daugelis kompanijų dabar gamina vienkartines cinko oro baterijas

Prieš kelerius metus AER gamino „Power Slice“ cinko oro baterijas nešiojamiesiems kompiuteriams. Šie gaminiai buvo skirti „Hewlett-Packard“ serijos „Omnibook 600“ ir „Omnibook 800“ nešiojamiesiems kompiuteriams; jų baterijos veikimo laikas svyravo nuo 8 iki 12 valandų.

Iš esmės taip pat yra galimybė sukurti įkraunamus cinko-oro elementus (baterijas), kuriuose, prijungus išorinį srovės šaltinį, cinko redukcijos reakcija vyks ties anodu. Tačiau praktiškai įgyvendinti tokius projektus jau seniai trukdo rimtos problemos, susijusios su cinko cheminėmis savybėmis. Cinko oksidas gerai ištirpsta šarminiame elektrolite ir ištirpęs pavidalu pasiskirsto po visą elektrolito tūrį, tolstant nuo anodo. Dėl to, kraunant iš išorinio srovės šaltinio, anodo geometrija žymiai pasikeičia: iš oksido atgautas cinko oksidas ant anodo paviršiaus nusėda juostos kristalų (dendritų) pavidalu, panašaus formos į ilgus smaigalius. Dendritai perveria separatorius, sukeldami trumpąjį jungimą akumuliatoriaus viduje.

Šią problemą sunkina tai, kad norint padidinti galią, cinko-oro elementų anodai gaminami iš susmulkinto miltelinio cinko (tai leidžia žymiai padidinti elektrodo paviršių). Taigi, didėjant įkrovimo ir iškrovimo ciklų skaičiui, anodo paviršiaus plotas palaipsniui mažės, neigiamai paveikdamas ląstelių veikimą.

Iki šiol „Zinc Matrix Power“ (ZMP) pasiekė didžiausią pasisekimą kompaktiškose cinko oro baterijose. ZMP specialistai sukūrė unikalią „Cinko matricos“ technologiją, kuri išsprendė pagrindines problemas, kylančias akumuliatoriaus įkrovimo procese. Šios technologijos esmė yra polimero rišiklio naudojimas, kuris užtikrina netrukdomą hidroksido jonų prasiskverbimą, tačiau tuo pačiu metu blokuoja elektrolite tirpstančio cinko oksido judėjimą. Naudojant šį sprendimą, galima išvengti pastebimų anodo formos ir paviršiaus pokyčių mažiausiai 100 įkrovimo-iškrovimo ciklų.

Cinko-oro akumuliatorių privalumai yra ilgas veikimo laikas ir didelis specifinis energijos suvartojimas, bent dvigubai didesnis nei geriausių ličio jonų akumuliatorių. Specifinės cinko-oro baterijų energijos sąnaudos siekia 240 Wh 1 kg svorio, o maksimali galia yra 5000 W / kg.

Pasak ZMP kūrėjų, šiandien galima sukurti cinko-oro baterijas nešiojamiems elektroniniams prietaisams (mobiliesiems telefonams, skaitmeniniams grotuvams ir kt.), Kurių energijos talpa yra apie 20 Wh. Mažiausias įmanomas tokių maitinimo šaltinių storis yra tik 3 mm. Eksperimentiniai cinko-oro baterijų, skirtų nešiojamiesiems kompiuteriams, prototipų energijos talpa yra nuo 100 iki 200 Wh.

Cinko oro prototipo baterija iš cinko „Matrix Power“

Kitas svarbus cinko oro akumuliatorių privalumas yra visiškas vadinamojo atminties efekto nebuvimas. Skirtingai nuo kitų tipų baterijų, cinko oro elementus galima įkrauti bet kokiu įkrovimo lygiu, nepakenkiant jų energijos talpai. Be to, cinko oro elementai yra daug saugesni nei ličio baterijos.

Apibendrinant, negalima nepaminėti vieno svarbaus įvykio, kuris tapo simboliniu cinko oro elementų komercijos pradžios tašku: praėjusių metų birželio 9 d. „Cinko matricos galia“ oficialiai paskelbė pasirašanti strateginį susitarimą su „Intel Corporation“. Atsižvelgiant į šios sutarties sąlygas, ZMP ir „Intel“ sujungs jėgas, kad sukurtų naują nešiojamojo kompiuterio akumuliatoriaus technologiją. Tarp pagrindinių šių darbų tikslų yra padidinti nešiojamųjų kompiuterių baterijos veikimo laiką iki 10 valandų. Pagal esamą planą, pirmieji nešiojamųjų kompiuterių, kuriuose yra cinko-oro baterijos, modeliai turėtų būti parduodami 2006 m.

Ir. Mes siūlome dar vieną energijos šaltinio tipą - cinko oro elementus. Šį elementą eksploatuoti nereikia, o tai yra labai svarbus pranašumas prieš baterijas.

Cinko-oro celė dabar yra pažangiausias srovės šaltinis, nes ji turi gana didelę savitąją energiją (110–180 Wh / kg), ją lengva gaminti ir valdyti, ji yra perspektyviausia didinant specifines savybes. Teoriškai apskaičiuotas cinko oro elemento galios tankis gali būti iki 880 Wh / kg. Jei bus pasiekta bent pusė šios galios, elementas taps labai rimtu vidaus degimo variklio konkurentu.

Labai svarbus cinko oro elemento privalumas yra mažas įtampos pokytis esant apkrovai, kai jis išleidžiamas. Be to, toks elementas turi didelį stiprumą, nes jo indas gali būti pagamintas iš plieno.

Cinko oro elementų veikimo principas pagrįstas elektrocheminės sistemos naudojimu: cinkas - kaustinis kalio tirpalas - aktyvuota anglis, adsorbuojanti atmosferos deguonį. Pasirinkus elektrolito sudėtį, aktyvią elektrodų masę ir pasirinkus optimalų elemento dizainą, galima žymiai padidinti jo specifinę galią.

Cinko-oro elemento konstrukcija ir technologinis procesas beveik nesiskiria nuo dujų ir švino-kalio elementų. Jo įtaisas parodytas paveiksle. Inde 1 yra neigiamas cinko elektrodas 2 ir teigiami elektrodai 5, pagaminti iš aktyvintos anglies. Teigiami elektrodai yra maišelio tipo. 4 maišelio centre įkišamas strypas iš cinkuotos anglies. Krepšys sandariai užpildytas aktyvuota anglimi, viršutinė dalis surišta aplink meškerę. Neigiamas elektrodas 2 yra 6-10 mm storio cinko plokštė, kurios viršutiniame gale išgręžiama skylė ir supjaustomas siūlas, į kurį įsukamas plieninis strypas 6, kurio gale yra atitinkamas siūlas. 8 gnybtai uždėti ant visų elektrodų strypų, užtikrinant patikimą kontaktą. Tarp indo sienelių ir elektrodų klojami separatoriai 3, pagaminti iš gofruoto miporo arba miplasto. kurį galima paimti iš išmestų motociklų ar automobilių akumuliatorių, pamirkykite 4–6 valandas, tada gerai nuplaukite tekančiu vandeniu. Audiniai, plonas veltinis iš veltinio batų arba stiklo pluoštas gali būti naudojami kaip separatoriai.

Iš viršaus elementą uždaro dangtelis 7, kuriame yra per kištukai 10, per kuriuos praeina elektrodo strypai, taip pat aklasis kamštis 11, skirtas elektrolitui užpildyti.

Veikiant akumuliatoriui, elektrolitas palaipsniui ištirpdo cinką. Po visiško iškrovimo, kai sunaudojamas visas cinkas, teigiami elektrodai išlaiko savo funkcionalumą, ir pakanka pakeisti neigiamą elektrodą, nes baterija vėl paruošta naudoti.

Naudojamas elektrolitas yra 20% kaustinio kalio tirpalas distiliuotame vandenyje.

Elektrolitą galima laikyti ilgą laiką, jei jį supilate į butelį tiesiai po kamščiu ir stengiatės jo nepurtyti.

Ląstelę galima laikyti neribotą laiką sausoje būsenoje, jei ją gaminant ant dugno uždedamas reikiamas kaustinio kalio kiekis ir hermetiškai uždaromas kamščiu 11. Norint suaktyvinti tokį elementą, pakanka įpilti distiliuoto vandens. skylę, kad ji uždengtų elektrodus.

Norėdami padidinti cinko plokštės tarnavimo laiką, ją galima padengti gyvsidabrio amalgama. Į kai kuriuos molinius ar porcelianinius indus supilkite 20–30 g penkių procentų sieros rūgšties tirpalo ir numeskite kelis lašus gyvsidabrio. Ant indo dugno uždėkite cinko plokštelę ir nedideliu audinio gabalėliu ar dantų šepetėliu įtrinkite gyvsidabrį į cinką, kol jo paviršius taps blizgus. Šis metodas gali pratęsti neigiamos plokštelės gyvenimą 10-20 kartų. Su gyvsidabriu reikia dirbti traukos gaubte arba lauke, nes jo garai yra nuodingi.

Norėdami išardyti elementą, pakanka nuimti gnybtus 8 iš elektrodo strypų, nuimti perkišamus kamščius 10, po to dangtį 7 galima lengvai nuimti ir pakeisti sunaudotą cinko plokštelę. Išardant elementą, reikia pašalinti elektrolitą, o indo vidų reikia nuplauti tekančiu vandeniu.

Ląstelės talpa gali būti žymiai padidinta, jei neigiamas elektrodas pagamintas iš poringo cinko.

Naujovė žada tris kartus viršyti ličio jonų baterijų energijos talpą ir tuo pačiu kainuoti pusę kainos.

Atkreipkite dėmesį, kad dabar cinko oro baterijos gaminamos tik vienkartinių elementų pavidalu arba „įkraunamos“ rankiniu būdu, tai yra pakeičiant kasetę. Beje, šio tipo akumuliatoriai yra saugesni nei ličio jonų akumuliatoriai, nes juose nėra lakiųjų medžiagų ir todėl jie negali užsidegti.

Pagrindinė kliūtis kuriant įkraunamas galimybes iš tinklo - tai yra baterijos - yra greitas prietaiso skilimas: elektrolitas yra deaktyvinamas, oksidacijos-redukcijos reakcijos sulėtėja ir visiškai sustoja vos po kelių įkrovimo ciklų.

Norėdami suprasti, kodėl taip vyksta, pirmiausia turite apibūdinti cinko oro elementų veikimo principą. Baterija susideda iš oro ir cinko elektrodų bei elektrolito. Išleidimo metu oras, patenkantis iš išorės, ne be katalizatorių pagalbos, vandeniniame elektrolito tirpale formuoja hidroksilo jonus (OH -).

Jie oksiduoja cinko elektrodą. Šios reakcijos metu elektronai išsiskiria, kad susidarytų srovė. Akumuliatoriaus įkrovimo metu procesas vyksta priešinga kryptimi: deguonis gaminamas prie oro elektrodo.

Anksčiau veikiant įkraunamai baterijai, vandeninis elektrolito tirpalas dažnai tiesiog išdžiūdavo arba per giliai prasiskverbdavo į oro elektrodo poras. Be to, nusėdęs cinkas pasiskirstė netolygiai, formuodamas šakotą struktūrą, dėl kurios tarp elektrodų pradėjo atsirasti trumpasis jungimas.

Naujovė neturi šių trūkumų. Specialūs geliantys ir surišantys agentai kontroliuoja cinko elektrodo drėgmę ir formą. Be to, mokslininkai pasiūlė naujus katalizatorius, kurie taip pat žymiai pagerino elementų veikimą.

Kol kas geriausias prototipų našumas neviršija šimtų įkrovimo ciklų (ReVolto nuotr.).

„ReVolt“ generalinis direktorius Jamesas McDougallasas tiki, kad pirmieji produktai, skirtingai nei dabartiniai prototipai, bus įkraunami iki 200 kartų ir netrukus bus galima pasiekti 300–500 ciklo ribą. Šis indikatorius leis elementą naudoti, pavyzdžiui, mobiliuosiuose telefonuose ar nešiojamuosiuose kompiuteriuose.

Naujosios baterijos prototipą sukūrė Norvegijos tyrimų fondas „SINTEF“, o „ReVolt“ prekiauja produktu („ReVolt“ iliustracija).

„ReVolt“ taip pat kuria cinko oro baterijas elektrinėms transporto priemonėms. Tokie produktai primena kuro elementus. Juose esanti cinko suspensija atlieka skysto elektrodo vaidmenį, o oro elektrodas susideda iš vamzdžių sistemos.

Elektra gaunama pumpuojant srutas per vamzdžius. Gautas cinko oksidas vėliau laikomas kitame skyriuje. Įkrautas jis eina tuo pačiu keliu, o oksidas vėl virsta cinku.

Tokios baterijos gali pagaminti daugiau elektros energijos, nes skystojo elektrodo tūris gali būti daug didesnis nei oro elektrodo tūris. McDougallas mano, kad tokio tipo ląsteles galima įkrauti nuo dviejų iki dešimties tūkstančių kartų.

Gyvsidabrio-cinko elementuose naudojamas akytasis cinko elektrodas, į kurį įleidžiama iki 10% gyvsidabrio korozijai sumažinti, ir gyvsidabrio oksido katodas, sumaišytas su grafitu. Elektrolitas yra 30 ... 40% KOH tirpalas. Pagrindinius elektrodų procesus apibūdina lygtys:

Zn + 2OH - → Zn (OH) 2 + 2e - (su vėlesniu skaidymu

cinko hidroksidas iki ZnO ir vandens) ir

Hg + H 2 O + 2e - → Hg + 2OH -

Gyvsidabrio-cinko elemento įtampa išlieka stabili iki išleidimo pabaigos esant mažoms srovėms (iki 0,01 C N). Esant tokioms srovėms, užtikrinama stabili įtampa net esant 0 0 C. Tai leidžia juos naudoti kaip atskaitos elementus matavimo įrangoje. Elementai pasižymi vienodai geromis charakteristikomis tiek nepertraukiamo, tiek su pertraukimo režimu. Tipiškos gyvsidabrio-cinko elementų išleidimo charakteristikos parodytos 17.7 paveiksle.

Šių elementų sugedusios grandinės įtampa yra 1,35 V, darbinė įtampa yra 1,22 ... 1,25 V. Darbinės temperatūros diapazonas yra nuo -30 iki +70 0 C. Galutinė išlydžio įtampa yra 0,9 ... 1,0 V.

Labiausiai paplitę gyvsidabrio-cinko elementai, kuriant disko konstrukciją (17.8 pav.), Kuriuose teigiamas cinko elektrodas 1 yra įspaustas į plieno korpusą, o neigiamas (aktyvioji masė) 2 - dangtyje. Juose nėra laisvos vietos, o vandenilis, išsiskiriantis cinko korozijos metu, difuzijos būdu pašalinamas per sandarinimo tarpiklį 4. Elektrolitas neturėtų nutekėti.

Miniatiūriniai gyvsidabrio-cinko elementai buvo plačiai naudojami fotografijos įrangoje, elektroniniuose rankiniuose laikrodžiuose, skaičiuotuvuose ir medicinos įrangoje. Tačiau dėl aplinkos problemų, susijusių su gyvsidabrio toksiškumu, šių elementų gamyba buvo nutraukta visame pasaulyje. Jiems pakeisti rekomenduojama naudoti sidabro-cinko arba ličio elektrocheminius elementus.

17.3.3 Sidabro-cinko elementai

Sidabro-cinko galvaninių elementų elektrinės charakteristikos yra artimos gyvsidabrio-cinko elementų savybėms, stabilios iškrovos charakteristikos esant aukštai darbinei įtampai (1,5 V) ir ilgas galiojimo laikas. Tačiau jie yra mažiau jautrūs padidėjusioms srovės apkrovoms. Veikimo temperatūros diapazonas yra nuo 0 iki +40 0 C. Šie elementai yra saugiausi aplinkai, tačiau jie yra palyginti brangūs.

Sidabro-cinko elementai gaminami daugiausia diskų konstrukcijoje, o jų konstrukcija yra panaši į gyvsidabrio-cinko elementų. Pagrindinė sidabro-cinko elementų paskirtis yra elektroniniai rankiniai laikrodžiai. Tokių pagrindinių gamintojų elementų parametrai pateikti 17.7 lentelėje.

17.3.4 Cinko oro elementai

Cinko-oro elementai nuo kitų pirminių cheminių srovės šaltinių skiriasi tuo, kad yra speciali skylė, kuri atidaroma eksploatacijos metu, siekiant užtikrinti oro patekimą į ląstelę, kurios deguonis naudojamas kaip oksidatorius.

Anglies elektrodai, modifikuoti katalizatoriumi, naudojami kaip katodas, kuriame sumažėja atmosferos deguonis. Aktyvioji anodo medžiaga yra cinkas, elektrolitas yra KOH arba NaOH tirpalas. Visą srovės generavimo reakciją elemente galima parašyti:

Zn +1/2 H 2 O + 2OH - + H 2 O → Zn (OH) 4 2−

Kai cinkas ištirpsta ir tirpalas prisotinamas cinkato jonų, Zn (OH) 4 2− suyra nusodinus cinko oksidui ZnO.

Sugedusio tokio elemento grandinės įtampa yra 1,4 V, o darbinė - 1,35 V. Darbinės temperatūros diapazonas yra + 10 ... + 40 0 ​​C.

M Maži cinko oro elementai yra disko formos (17.9 pav.) Ir daugiausia naudojami klausos aparatams. Anodas pagamintas iš cinko miltelių. Katodas yra plonas, pagamintas iš aktyvintos anglies, suodžių ir katalizatoriaus. Paprastai elektrolitas yra koncentruotas. Specialios membranos pagalba, atidarius skylę, oras tolygiai pasiskirsto po katodo paviršių. Elektrolitas nepraeina pro hidroforetinį sluoksnį. Tokie elementai gaminami nuo 50 iki 6300 mAh.

Baterijos, pagamintos iš prizminio dizaino mangano-oro-cinko elementų, taip pat naudojamos navigacijos įrangai valdyti, pavyzdžiui, serijoms „Liman“ arba „Baken“.