ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Устройство и теория сухих элементов из "Технология электрохимических производств" Основные конструкции сухих и наливных элементов. Первый сухой элемент состоял из цинкового сосуда, выложенного изнутри пастой из гипса и окиси цинка, пропитанных раствором хлористого аммония. В центре сосуда был помещен угольный стержень, вокруг которого была запрессована смесь измельченного пиролюзита и угля, смоченных раствором хлористого аммония. Сверху элемент был залит слоем смолки, в котором для отвода газа имелось небольшое отверстие. [c.53] С начала XX в. сухие элементы широко применяют в телеграфных установках, автомобилях, сигнализационных устройствах и т. д. В настоящее время сухие элементы по своему значению и масштабам производства стоят на первом месте среди гальванических элементов. Эксплоатация их очень проста и удобна. Сухие элементы можно располагать в любом положении переноска и тряска не отражаются на их работе. [c.53] По своим свойствам к сухим элементам приближаются наливные элементы, которые перед употреблением заполняются водой или соответствующим раствором. Благодаря наличию в элементе загустителя или лигроскопичеокого вещества залитая жидкость, как и в сухом элементе, обратно не выливается. [c.53] В виде сухих и наливных элементов б настоящее время вырабатываются, главным образом, элементы с двуокисью марганца. Выпускается также значительное количество сухих элементов с марганцово-воздушной деполяризацией. Производство сухих элементов других типов практического значения не имеет. Ниже приведено описание конструкций сухих и наливных элементов. [c.53] Мешковый элемент. На рис. 18 показано устройство сухого мешкового элемента. Положительный электрод, как и в мокром мешковом элементе, состоит из угольного стержня 1, вокруг которого спрессована деполяризационная масса 2, обернутая миткалем и обвязанная тонкой бечевкой. Анодом служит цинковая коробка 3. Во избежание короткого замыкания электродов на дно этой коробки предварительно помещают картонную парафинированную звездочку илр шайбу 4. Боковая поверхность коробки изолирована узкими картонными полосками. Пространство между анодом и катодом заполнено клейстерообразной пастой 5, которая является не-выливающимся электролитом. На угольный стержень 1 надета центрирующая картонная шайба 6, обеспечивающая правильное положение агломерата. Над деполяризационной массой 2 имеется воздушное пространство 7, которое иногда заполняют пористым материалом (опилками, лузгой гречихи, песком и т. п.). Сверху элемент покрыт слоем смолки 8, в котором оставлено небольшое отверстие 9 для выхода газов. [c.54] Наружную поверхность цинкового электрода часгго покрывают парафином, лаком, озокеритом и т. п. В случае сквозного проедания цинка эти вещества предохраняют элемент от вытекания пасты последнее особенно вредно в батареях, где это может при -вести к короткому замыканию. [c.54] В описанных элементах с момента их изготовления электролит находится в соприкосновении с электродами. Поэтому при хранении в них всегда наблюдается постепенное разъедание цинка, ведущее к саморазряду. Неоднократно предлагалось изменить конструкции набивно го и мешкового- элементов таким образом, чтобы до включения их в работу электролит был изолирован от цинкового электрода. [c.55] Водоналивной элемент. Идея постройки заряжающихся элементов была удачно осуществлена в так называемых водоналивных элементах, которые в настоящее время нашли широкое применение. Анод и катод водоналивного элемента имеют такое же устройство, как и в сухом мешковом элементе. Агломерат помещен в цинковую коробку, на дно которой предварительно положена картонная шайба. Пространство между стенками цинковой коробки и агломератом заполнено веществом, способным хорошо впитывать воду. Здесь применяют фильтровальную бумагу, картон, бумажную массу, опилки, агар-агар, гигроскопическую вату, желатину и т. п. [c.55] Во избежание коррозии цинка при хранении элемента вещества, входящие в состав электролита, закладывают в элемент сухими. Обычно пользуются хорошо высушенным и измельченным хлористым аммонием, который или вводят вместе с пористым материалом в зазор между анодом и ка1ю-дом, или помещают сверху над агломератом. Частично хлористый аммоний добавляют также в де-поляризационную массу. Применять здесь гигроскопические вещества, как хлористый цинк или хлористый кальций, не следует. [c.55] Сверху элемент залит слоем смолки, в котором имеются два отверстия разного диаметра, снабженные пробками. Через отверстие большего диаметра при заряде элемента вливают воду. Хлористый аммоний при этом растворяется, и раствор впитывается пористой массой, помещенной между электродами. Все свойства готового элемента прибор приобретает не позже чем через 6 час. после заливки воды. Малое ог верстие служит для удаления газов. [c.55] Иногда хлористый аммоний не помещают в элемент, и тогда при заряде вместо воды пользуются соответствующим раствором электролита. [c.56] Незаряженные водоналивные элементы могут сохраняться долгое время (хорощие образцы 5—10 лет) без заметного саморазряда. Электрические характеристики заряженного водоналивного элемента хуже, чем у обычных сухих элементов. Поэтому, когда элемент употребляют вскоре после его изготовления, предпочтение отдают сухим элементам, тем более, что в последнее время достигнуто повышение сохранности сухих элементов. [c.56] Галетные батареи. В основу конструкции галетных батарей положен принцип устройства батарей с двуполярными электродами. Подобные батареи долгое время не находили применения вдиду трудности, связанной с устранением вытекания и высыхания электролита, находящегося между каждой парой электродов. [c.56] С развитием промышленности пластических масс для изоляции боковой поверхности бата1рей стало возможным использовать хлорвиниловый пластикат. [c.56] Нашими заводами недавно была разработана надежная конструкция батарей галетного типа такие батареи получили широкое практическое применение. [c.56] Устройство галетной батареи несложно. Она состоит из двухслойных электродов, у которых одна сторона представляет цинковую пластинку, а другая плоский брикет, спрессоваиный из обычной деполяризационной массы, содержащей двуокись марганца, графит и т. д. Эти части электрода связаны между собой электропроводной массой, состоящей из органического клея и углеродистых материалов. Отдельные электроды контак-тируются друг с другом через фильтровальный картон, пропитанный электролитом. Электроды работают двуполярно. Поверхность цинка, соприкасающаяся с электролитом, служит анодом и при разряде здесь растворяется цинк. Противоположная сторона металла, находящаяся в соприкосновении с деполяризационной массой, является токоотводом катода. [c.56] Теория сухого элемента с двуокисью марганца. Основное уравнение реакции, приведенное при описании элементов с двуокисью марганца с жидким электролитом, остается справедливым и для сухих элементов. Однако это уравнение выражает лишь суммарный процесс и не дает ответа на вопросы, возникающие при рассмотрении экспериментального материала, связанного с работой и производством сухих элементов. [c.56] Первая реакция проходит при достаточной концентрации хлористых солей аммония и цинка вторая реакция наблюдается после продолжительной работы элемента, когда концентрация хлористого аммония в растворе станет меньше 15%. [c.58] При работе элемента кислотность раствора падает, образование четыреххлористого марганца затрудняется и деполяризация постепенно ухудшается. Эта схема, однако, едва ли отражает реальные процессы, протекающие в элементе. [c.58] При включении элемента в работу в первый момент наблюдается напряжение 1,6—1,9 в, которое при разряде быстро падает до 1,4 в. При дальнейшей работе напряжение снижается медленно. Высокое напряжение в первый период работы элемента приписывают деполяризующему действию кислорода, адсорбированного агломератной массой. Только после того как напряжение упадет до 1,4 в, в реакцию вступает двуокись марганца, ко -торая переходит в окись марганца. [c.58] Вернуться к основной статье