Устройство батарейки: Что внутри?

Вопросы и ответы
Содержание
  1. Что внутри батарейки?
  2. Состав пальчиковой батарейки
  3. Устройство круглой батарейки
  4. Устройство батареи телефона
  5. Из чего состоит батарейка Крона?
  6. Что находится внутри батарейки крона?
  7. Как устроена батарейка
  8. Обратная реакция
  9. Принцип работы батарейки
  10. Особенности устройства разных видов батареек
  11. Цилиндрические
  12. Квадратные
  13. Дисковые
  14. Солевой
  15. Щелочной
  16. Литиевой
  17. Откуда берётся ток
  18. Виды батареек
  19. Классификация батареек по типу электролита
  20. Типы батареек по размеру и их обозначения
  21. Маркировки батареек
  22. Корпус для батареек и из чего он сделан?
  23. В каких батарейках цинковый корпус?
  24. Из чего состоит корпус пальчиковой батарейки?
  25. Корпус для батареек xbox 360
  26. Примерный химический состав всех батареек
  27. Завод по производству батареек
  28. Космос
  29. Фотон
  30. Лиотех
  31. Энергия
  32. CCK
  33. Как делают батарейки?
  34. Как делают батарейки на заводе видео?
  35. Оборудование для производства батареек
  36. Выбор источника питания

Что внутри батарейки?

Структура четырех типов блоков питания будет рассмотрена ниже. По сути, принцип работы одинаков, но эти накопители энергии состоят из разных компонентов.

Состав пальчиковой батарейки

Батарея содержит следующие элементы:

  1. Катод — отрицательный полюс
  2. Лайнер действует как своего рода прокладка
  3. Диафрагма
  4. Случай
  5. Электролит – это жидкость, в которой происходит химическая реакция
  6. Стержень из угля
  7. Фиксирующий диск
  8. Анод или положительный полюс

Вот так выглядит состав пальчиковых батареек. Но иногда их расположение отличается. Например, в конструкции может использоваться только углеродный стержень, специальный темный порошок и металлические элементы.

Устройство круглой батарейки

Плоская батарея имеет характерную форму. Вот структура батареи в контексте:

  1. Положительный финал
  2. Отрицательный полюс
  3. Пористая прокладка, пропитанная электролитом
  4. Оксид ртути
  5. Zn порошок

Если этот элемент сильно нагреть, он легко может взорваться под давлением внутреннего газа. Так что теперь можно подумать о том, что находится внутри аккумулятора.

Устройство батареи телефона

Принцип работы аккумулятора мобильного телефона:

  1. Положительный и отрицательный полюс
  2. Анодная чашка
  3. Катодный контакт
  4. Разделитель
  5. Герметизация
  6. Предохранительный клапан
  7. Изоляция
  8. Крышка
  9. Раздел
  10. Корпус из алюминия или другого

Таким образом, устройство аккумулятора мобильного телефона несколько сложнее обычного солевого источника тока.

Из чего состоит батарейка Крона?

Этот источник энергии устроен следующим образом. Контакты «плюс» и «минус» расположены напротив друг друга в верхней части аккумулятора. Под ними пластиковая основа. От отрицательного контакта идет пластина к отрицательному полюсу. И там он прочно закреплен. Состав батареи аналогичен источникам питания выше.

Внутри прямоугольной металлической чашки находятся 6 закругленных плоских прямоугольников. Каждый из них представляет собой отдельный аккумулятор. Размер этих предметов: Длинный: 2,2 см; Ширина 1,5 см; Высота: 0,5 см. Каждый такой бочонок имеет заряд 1,5 вольта. Они отделены друг от друга специальными пластинами. Но все же они связаны посередине. Такой аккумуляторный блок экономически выгоден!

Что находится внутри батарейки крона?

Структура довольно проста:

  1. 2 контакта «+» и «-».
  2. Металлический корпус.
  3. Нижняя и верхняя пластины изготовлены из пластика.
  4. Шесть прямоугольников по 1,5 вольта, соединенных вместе.
  5. Электролит.
  6. Углеродный стержень
  7. Внутренняя пленка.
  8. Изоляционные плиты.
  9. Батарейный блок также включает в себя обертку.

Как устроена батарейка

Внутри металлического корпуса щелочной ячейки находятся три основных химических вещества: цинк, диоксид марганца и гидроксид калия.

Это может показаться сложным, но способ, которым батарея производит электричество, на самом деле довольно прост: происходит химическая реакция, которая перемещает крошечные отрицательно заряженные частицы, называемые «электронами», для создания электрического тока.

Когда ячейка подключена к цепи, как лампочка, цинк внутри вступает в реакцию с диоксидом марганца и теряет электроны.

Электроны собираются металлическим стержнем внутри ячейки, что позволяет им течь от нижней части ячейки (отрицательной) через провода к лампе (чтобы зажечь ее), а затем обратно к верхней части ячейки. (положительно).

Эта реакция производит около 1,5 вольт электричества. Поскольку не многие устройства могут работать при напряжении 1,5 В, для увеличения мощности очень часто используют две или четыре ячейки вместе. Таким образом, четыре ячейки, соединенные вместе (конец в конец), дадут шесть вольт.

Когда большая часть цинка прореагировала с диоксидом марганца, мы говорим, что элемент «плоский», что означает, что он больше не может производить электричество. Поскольку химическую реакцию, происходящую в щелочных элементах, нельзя легко обратить вспять, это означает, что элемент нельзя перезарядить.

Но помните, что большинство элементов и батарей могут быть переработаны, поэтому тщательно утилизируйте их.

Обратная реакция

Все типы батарей и элементов имеют схожий тип химической реакции, которая происходит для выработки электроэнергии.

Но в некоторых типах элементов или батарей химические вещества отличаются, и реакция может быть обратной. Таким образом, элементы можно заряжать — так же, как литий-ионные аккумуляторы в автомобилях или смартфонах.

Раньше было намного дешевле производить неперезаряжаемые элементы, такие как щелочные элементы, поэтому они использовались очень широко.

Но теперь, когда люди осознали, насколько вредно для окружающей среды просто выбрасывать неперезаряжаемые элементы, а перезаряжаемые элементы дешевеют, в будущем мы, вероятно, будем использовать неперезаряжаемые элементы все реже и реже.

Принцип работы батарейки

Каждая батарея имеет анод (положительный полюс, обозначенный знаком +), катод (отрицательный полюс, соответственно обозначенный знаком —) и электролит (обычно сухой) между ними).
Электрический ток течет от анода (-) к катоду (+), но между ними должна быть нагрузка (например, лампочка или что-то другое).

Нет нагрузки — нет тока!
А если соединить полюса аккумулятора без нагрузки, произойдет короткое замыкание.
Качество аккумулятора (мощность, продолжительность работы, параметры нагрузки..) зависит от состава и качества материалов в составе.

Особенности устройства разных видов батареек

Особенности конструкции зависят от размера и формы изделия. Обратите внимание на доступные типы аккумуляторов.

Цилиндрические

У них удлиненное тело и обычно металлический панцирь, скрывающий внутренние части. Сразу за «изоляцией» идет слой токопроводящего металла (в солевых источниках питания это цинк). Это связано с «минусом».

В центре корпуса батареи находится графитовый стержень — плюсовая клемма. Во время работы на одну из сторон надевается защитный колпачок для защиты от повреждений. Между стержнем и отрицательной оболочкой помещают электролит и смесь для деполяризации.

Для удобства отмечены:

  • А23 — мини мизинец;
  • АА — палец;
  • ААА — мизинцы.

Параметр напряжения — до 6 В.

Квадратные

Батарейки в форме кирпича, выдают напряжение до 9 В, но используются редко. Их еще называют «корона».

Дороже младших братьев, массивнее. Существуют солевые и щелочные модели. Функция — в корпусе 6 компактных блоков питания по 1,5 В. Каждое отдельное изделие работает аналогично пальчиковой или другой батарейке.

Материал корпуса обычно металл, в редких случаях прочный пластик. Провода «+» и «-» находятся на одной из плоских сторон, выполненных из диэлектрика.

При выборе такой батареи нужно смотреть на размеры, так как одни и те же модели, но разных производителей могут отличаться на 1 – 2 мм. Причина в разной толщине оболочки, защищающей от повреждений.

Есть батарейки с надписью «Перезаряжаемые» на крышке. Это значит, что аккумулятор можно зарядить, подключив специальное зарядное устройство.

Дисковые

Эти блоки питания еще называют «таблетками» или «дисками». Они сами по себе небольшие, и применяются в малогабаритных приборах и устройствах — наручных часах, настольных весах, фонариках и т д. Напряжение дисковых аккумуляторов не превышает 3 В.

Ассортимент широк, и при выборе замены необходимо отталкиваться от устройства, для которого она берется. Как минимум учитывают размеры места установки.

Солевой

В солевой батарее в качестве катода используется цинк, а в качестве анода используется стержень из графита и MnO2. Электролитом в элементах этого типа является хлорид аммония или калия. Для придания необходимой консистенции также добавляется специальный загуститель.

Аккумуляторы этого типа, где в качестве анода используется серебро, имеют значительно более длительный срок хранения. Такие элементы называются серебряно-цинковыми и стоят намного дороже простых солевых батарей.

Щелочной

Структура щелочной батареи практически такая же, как у солевой батареи. Единственное отличие состоит в том, что в щелочной ячейке средняя полоса устанавливается на отрицательную клемму, а не на положительную.

Химический состав этого вида продукции следующий:

  • Катод — диоксид марганца.
  • Анод – порошок цинка.
  • Электролит – гидроксид калия.

Основным преимуществом щелочных марганцевых элементов перед солевыми батареями является их более высокая емкость.

Литиевой

Литиевые неперезаряжаемые элементы имеют следующий химический состав:

  • Анод — литий или соединения лития.
  • Катод — диоксид марганца, пирит и другие.
  • Электролит – перхлорат лития, тионилхлорид.

Литиевые батареи работают в различных устройствах гораздо дольше, чем щелочные и солевые изделия, но и стоимость их гораздо выше.

Откуда берётся ток

В отличие от аккумуляторных батарей, батарея сконструирована таким образом, что ее невозможно перезарядить. Однако этот источник питания имеет необходимый ток на контактах для питания различных устройств. Физика этого явления очень проста:

  • Металлический элемент помещается в окислитель, через который проходят положительно заряженные частицы.
  • В этом случае в металле будут накапливаться отрицательные ионы.

При подключении потребителя этот механизм будет поддерживаться до практически полной выработки металла.

Читайте также: Солнечные батареи на дачу 10 кВт: состав комплекта электростанции и актуальные цены

Виды батареек

Классификация аккумуляторов по типу химической реакции

Тип Описание Преимущества Недостатки
Главный Гальванические элементы. Реакции, протекающие в них, необратимы, поэтому их нельзя перезарядить. Более дешевая стоимость, меньший саморазряд. Одноразовый.
Среднее Батареи. Реакции в них обратимы, поэтому они способны не только выделять энергию, но и накапливать ее. Несколько приложений. Более экологичный. Дорого. Более сильный саморазряд.

* Саморазряд — процесс потери заряда аккумулятора при хранении без нагрузки.

Классификация батареек по типу электролита

(список не полный, перечислены только самые распространенные в быту)

Тип Преимущества Недостатки
«Соль» (угольно-цинковая) Самый дешевый. Рабочая температура: от -40 до +55 °C (данные Википедии). Небольшая емкость, что не позволяет использовать продукты в мощных устройствах, короткий срок хранения.
«Щелочные» (щелочные, щелочно-марганцевые) Емкость в 1,5–10 раз больше, чем у соляных ячеек, в зависимости от режима работы, при том же размере ячейки. Меньший саморазряд, долгий срок службы. Лучше работает при высоких токах нагрузки. Меньшее падение напряжения при разряде. Меньше выбросов газа, поэтому элемент можно сделать полностью герметичным. Рабочая температура: от -30 до +55°С. Название щелочной происходит от слова «щелочной» (в соответствии с типом электролита, используемого в батареях) Падающая кривая эмиссии, большая масса.
«литий» Самая высокая производительность на единицу массы. Плоская кривая разряда. Отлично при низких и высоких температурах (лучше, чем предыдущие элементы). Долгое время хранения. Легкий вес. Высокая цена

Типы батареек по размеру и их обозначения

Здесь мы разместили таблицу, где помимо размеров и свойств указаны «имя» и «маркировка». По сути, это одно и то же, да еще, как правило, указывается сразу на всех элементах. В США принято буквенное обозначение (в столбце «имя»), и оно ориентировано на физический размер «батареи».

Маркировки батареек

Маркировка источников гальванического тока производится по составу электролита и активного металла в их конструкции. Все это регулируется IEC (Международной электротехнической комиссией).
По этой классификации выделяют 5 наиболее распространенных типов круглых (цилиндрических) батарей:

солевой, щелочной, литиевый, серебряный и воздушно-цинковый.

Мы рассмотрим первые три, так как в предыдущей таблице не были описаны стандарты для двух последних (серебряных и воздушно-цинковых батарей). Разнообразие этих элементов гораздо шире и мы не уложимся в рамки статьи.

Буква R в их маркировке означает круглую форму (от англ round).

Катод состоит из марганца (MnO2), смешанного с графитом (около 9,5%), анода из цинка (Zn) и электролита из раствора хлорида аммония NH4Cl. Они обеспечивают 1,5 вольта, имеют низкую емкость, высокий саморазряд и малую долговечность (около 2 лет).

Солевые аккумуляторы самые дешевые и имеют посредственные характеристики. В обиходе их еще называют цинко-карбоксильными и угольно-цинковыми. Наиболее эффективной областью использования солевых аккумуляторов являются устройства со средним и низким энергопотреблением. Например, пульты дистанционного управления и настенные часы.

Щелочные батареи (LR).

Они имеют катод из диоксида марганца, цинковый анод (порошок) и электролит из гидроксида щелочного металла (обычно гидроксид калия). Они имеют напряжение 1,5 вольта, повышенную емкость, малый саморазряд и длительный срок хранения до 10 лет.
Эти источники питания несколько дороже солевых, в обиходе их еще называют щелочными и щелочными марганцевыми.

Литиевые батареи (CR).

Анод у них из лития, катод чаще из двуокиси марганца (но для катода применяют и другие составы). Они имеют большую емкость, малый саморазряд и длительный срок хранения до 10-12 лет. Они продолжают работать при низких температурах. Эти источники тока достаточно дороги.

Надеемся, что вы нашли ответ на вопрос «что такое аккумулятор?».

Корпус для батареек и из чего он сделан?

Такая часть аккумулятора, как корпус, играет очень важную роль. По сути, он удерживает все содержимое и не дает частям рассыпаться в разные стороны.

В каких батарейках цинковый корпус?

Этим вопросом интересуются многие, и это не случайно. Цинк можно использовать для различных экспериментов. Или можно просто продать. Солевые источники питания имеют цинковый корпус. Обычно на них есть надпись, что они соленые.

В последнее время появляются аккумуляторы, поверхность которых сделана из железа, олова. Это связано с тем, что находится внутри источников энергии. Для повышенной прочности и защиты требуется такой кожух.

Из чего состоит корпус пальчиковой батарейки?

Он имеет простой узел и состоит из нескольких частей:

  • верхний
  • Ниже
  • Овал сбоку
  • Маркировка

Корпус для батареек xbox 360

Сделать корпус батареи можно своими руками. Но это требует времени. На видео ниже показано, как это можно сделать из подручных средств.

Примерный химический состав всех батареек

Каждый тип накопителя энергии содержит различные химические элементы. Вот химические элементы, содержащиеся в источниках энергии:

  1. Никель
  2. Кадмий
  3. Свинец
  4. Ртуть в настоящее время используется редко.
  5. Литий
  6. Цинк
  7. Марганец
  8. Алюминий
  9. Железо

Таким образом, состав аккумуляторов выглядит примерно так! Но единица энергетического элемента не может включать в себя все эти вещества одновременно.

В результате теперь понятно, из чего сделаны аккумуляторы.

Завод по производству батареек

В России 5 лучших производителей аккумуляторов.

Космос

Производит энергоносители в России с 1993 года. Имеет 35 заводов как в стране, так и за рубежом. Есть заводы в Китае. В торговых точках можно найти аккумуляторы этой фирмы под названием «Космос Премиум» и «Космос». Этот бренд широко известен и имеет своих дилеров в разных странах. Ежегодно компания продает до ста миллионов своих блоков питания.

На рынке этот аккумуляторный завод давно зарекомендовал себя с положительной стороны. Компания получила несколько наград за свою работу.

Фотон

Аналогичная компания занимается источниками энергии с 2011 года и уже успела пробиться в управление. Успех компании обусловлен качеством продукции. Аккумуляторный блок от этой фирмы имеет отличные характеристики.

Были протестированы батарейки этой фирмы и оказалось, что они работают долго и стоят дешевле, например того же Duracell. Компания Фотон занимается производством солевых источников питания.

Лиотех

Этот аккумуляторный завод был открыт вместе с китайцами. Он производит литий-ионные аккумуляторные батареи. Завод расположен недалеко от города Новосибирска. Производственная площадь очень большая, она занимает 4 га.

Таким образом, этот завод доказывает всем, что в России может работать крупное конкурентоспособное производство гальванических элементов. Кроме того, они улучшают устройство гальванических элементов.

Энергия

Данная компания находится в городе Елец. Министерство обороны сотрудничает с ним. И это дает основания полагать, что это действительно надежный производитель. В 2011 году были запущены специальные цеха по производству литий-ионных полимерных блоков питания. В основном здесь осуществляется производство пальчиковых батареек и аккумуляторов.

CCK

Эта компания работает с 1993 года и производит свинцовые аккумуляторы 4-го и 5-го поколения. Кроме того, на предприятии работают над увеличением емкости энергетических элементов и разработкой новых материалов. Вся продукция этой фирмы служит долго.

Аккумулятор, выпускаемый этим заводом, имеет большое количество циклов заряда-разряда. Это означает, что такой аккумулятор прослужит долго. И не надо менять каждые 2-3 месяца.

Как делают батарейки?

Производство аккумуляторов начинается с резки стальных листов на овальные детали. Затем осуществляется складывание в металлическую трубку. Который тогда будет называться телом. В него помещают химические компоненты, такие как графит, серебряный катализатор, диоксид марганца, сульфат бария, цинк, загуститель, гидроксид калия. Устройство аккумулятора не всегда простое.

Затем пресс скатывает катодные химикаты в гранулы. После этого на корпус наносится канавка для облегчения герметизации. Затем на отрицательный полюс наносится герметик. Параллельно с этим другая машина режет перфорированную бумагу. Клей наносится возле отрицательного полюса. По мере движения кузова по конвейеру клей высыхает.

Затем вводят гидроксид калия или электролит. Затем цинковый гелий впрыскивают в полость анода. Цинк придает гелию серебристо-белый цвет. Сварочный аппарат приваривает 4-сантиметровые гвозди к крышке аккумуляторного отсека. Он будет накапливать заряд перед разрядкой. После этого отрицательный полюс замыкается. Тогда все грани загибаются, и энергетическая стихия становится похожей на себя.

Специальная электронная машина проверяет каждую батарею на брак и наличие заряда 1,5 вольта. Затем осталось сделать контрольный слой, чтобы прикрепить стикер. После этого каждый источник питания должен пройти через печь. Температура в таком устройстве 198 градусов, и они будут там всего 3 секунды. Это необходимо для того, чтобы наклейка хорошо приклеилась.

Как делают батарейки на заводе видео?

Оборудование для производства батареек

В качестве установок для изготовления аккумуляторов используются различные автоматизированные машины. Компания «ЛИК» и многие другие занимаются производством спецмашин. Часто аккумуляторный блок совершенствуют и модифицируют.

Фактически строится автоматизированная линия, состоящая из нескольких станков. Ведь необходимо сделать полый цилиндр, выполнить прессование, нанести клей, добавить необходимые химические элементы, сделать и прикрепить наклейку, а затем подвергнуть батарею воздействию тепла.

Вот пример состава:

  • Вибромашина
  • Машина для создания тела, машина для перевернутого тела
  • Переместите расщепляющую машину в рукава
  • Машина для обработки бумаги
  • Сборная машина
  • Отжим
  • Группа
  • Шлюз
  • Пластина

Каждая компания выпускает стропы по-своему и поэтому состав может существенно различаться.

Выбор источника питания

Для правильного подбора аккумуляторов необходимо учитывать следующие факторы:

  1. В приборах и оборудовании того типа, который будет использоваться.
  2. Какой состав электролита используется в конструкции.
  3. Стоимость аккумулятора, иногда выгоднее купить несколько дешевых, чем очень дорогой.
  4. Каждый аккумулятор на крышке имеет маркировку, по которой можно определить тип и состав источника питания.
  5. При эксплуатации необходимо ориентироваться на условия окружающей среды.
  6. Рекомендуется покупать относительно новые блоки питания, так как мощность со временем может снизиться.
  7. Перед покупкой стоит обратить внимание на целостность упаковки и самого корпуса элемента.
  8. Батарея должна быть конструктивно совместима с посадочным местом в устройстве.

Правильный подбор и соблюдение требований безопасной эксплуатации продлит срок службы любого аккумулятора. Для некоторых типов оборудования требуются батареи другого типа.

Оцените статью
Блог об электричестве
Adblock
detector