Рис 3-13 Примеры широко используемых сухих элементов

нов. По мере протекания тока через элемент, цинк, хлористый аммоний и двуокись марганца разлагаются на воду, двуокись марганца, аммоний и хлористый цинк. Угольный стержень (центральный электрод) отдает электроны, которые собираются на цинковом электроде. Элементы этого типа, названные элементами Лекланше, имеют напряжение не более 1,75-1,8 вольт, когда они свежие. Элемент Лекланше общего назначения имеет плотность энергии примерно 66 ватт-часов на килограмм. По мере использования элемента химическая активность уменьшается, и в конце концов ток прекращается. Если элемент долго не использовался, электролитическая паста высыхает, срок его хранения около двух лет. Выходное напряжение элементов этого типа полностью определяется материалами, используемыми для электролита и электродов. Элементы типа АА, типа С, типа D и сухой элемент № б (рис. 3-13) сконструированы из одинаковых материалов и, следовательно, имеют одинаковое напряжение. Необходимо заметить, что хотя элемент Лекланше часто относят к угольно-цинковым элементам, уголь не принимает участие в химической реакции, производящей электричество.

Щелочные элементы получили свое название потому, что в них в качестве электролита используется гидроокись калия (КОН). Внешне щелочные элементы очень похожи

плоский стальной поло жительный вывод

электролит из гидроокиси калия

катод из углерода и двуокиси марганца

сепаратор из нетканого материала

металлическая шайба

металлический отросток

латунная заклепка

стальной стакан

этикетка из металли-зованной пластиковой пленки

порошкообразный цинковый анод

латунный коллектор тока

стальное внутреннее покрытие элемента

нейлоновый герметизатор

плоский стальной отрицательный вывод

Рис. 3-14. Внутреннее устройство щелочных элементов. Катод окружает анод.

на угольно-цинковые. Однако внутреннее устройство щелочного элемента значительно отличается (рис. 3-14). Щелочные элементы имеют напряжение при разомкнутой цепи примерно 1,52 вольта и плотность энергии около 40 ватт-часов на килограмм. Щелочные элементы могут использоваться в более широком диапазоне температур, чем угольно-цинковые. Щелочные элементы лучше работают при умеренных и высоких токах и сохраняют работоспособность более длительное время.

Литиевые элементы (рис. 3-15) имеют более высокие эксплуатационные свойства благодаря литию. Литий сильно взаимодействует с водой. Конструкция литиевого элемента использует литий, двуокись марганца (МпО) и перхлорат лития (LiClO) в органическом растворителе (вода не может быть использована). Выходное напряжение литиевого элемента примерно 3 вольта. Литиевые элементы являются очень эффективными с плотностью энергии около 200 ватт-часов на килограмм. Наибольшее преимущество литиевых элементов в их исключительно долгом сроке хранения - от 5 до 10 лет.

Глава

отрицательный электрод (Li)

изолирующий и скрепляющий конструкцию материал

положительный электрод (МпО,)

органический электролит и сепаратор

катодный стакан

ЭЛЕМЕНТ КНОПОЧНОГО ТИПА

марки-/-стакан ровка

9-ВОЛЬТОВАЯ БАТАРЕЯ

Рис. 3-15. Литиевые элементы обладают исключительно высокой плотностью энергии.

Вторичные элементы - это элементы, которые можно подзаряжать приложением обратного напряжения. Примером является кислотно-свинцовая батарея, используемая в автомобилях (рис. 3-16). Она изготовлена из шести 12-вольтовых вторичных элементов, соединенных последовательно. Каждый элемент имеет положительный электрод из двуокиси свинца (РЬО) и отрицательный электрод из пористого свинца (РЬ). Электроды разделены пластиком или резиной и погружены в раствор электролита, состоящего из серной кислоты (HjSOJ и дистиллированной воды (Нр). Когда элемент разряжен, серная кислота взаимодействует с окисью свинца и пористым свинцом, превращая их в сульфат свинца, а электролит в воду. При перезарядке