EN
Алкалиновы батарей ажиллахад химийн үндэслэл
Цинк-манган дихоидын Redox хариуцалт
Щелоч давсны цахилгаан эх үүсгэвэр нь цинк, марганцын диоксидийг гол бүрэлдэхүүн хэсгээр ашиглан явагддаг химийн урвалын дүнд үүсдэг. Эдгээр урвалууд нь цахилгаан үүсгэхийн тулд электронуудыг хөдөлгөхөд туслах щелочийн уусмал дотор явагддаг. Ийм цахилгаан эх үүсгэвэрийн дотор цинк нь электрон алдагдуулдаг исэлдэлтийн урвалд оролцдог сөрөг туйл (анод) шиг үйлчилдэг. Түүн зэрэгцээ марганцын диоксид нь эерэг туйл (катод) дээр электронуудыг авч байгаа ангижралтын процессуудад оролцдог. Эрдэмтэд энэхүү харилцан солилцоог урт хугацаанд судалж байжээ. Цинк нь марганцын диоксидтой харилцан үйлчлэлцэж цахилгаан гүйдэл тогтвортойгоор гүйх боломжийг олгодог бөгөөд одоо бид цахилгаан эх үүсгэврийг гэрийн холбоос, гэрлийн машин зэрэг олон зүйлд ашигладагтай холбоотой юм.
Потассиумын Хидроксидын Ион Шилжүүлэх Зорилгын Байр
Щелочин батарейд калийн гидроксид (KOH) нь ионуудыг зохистой юу болгон ажиллуулах үндсэн электролит материалаар ажилладаг. Эдгээр батарейд KOH байх үед ионууд системийн дагуу хэрхэн зөөгдөхийг бодитоор сайжруулдаг бөгөөд энэ нь ажиллаж байх үед цахилгаан эдэлгээний гүйдлийг тогтвортой байлгахад маш чухал байдаг. Батарей доторх KOH-ийн хэмжээ чухал нөлөө үзүүлдэг тул энэ хэмжээг олон үйлдвэрлэгчид анхааралтай удирддаг бөгөөд энэ нь батарейн ажиллагааны үр ашиг, нийт ашиглалтын хугацаанд нөлөөлдөг. Батарейн материалаар хийсэн судалгаа нь ионуудын сайн зөөлт нь илүү урт хугацаатай батарейг бий болгодгийг дахин дахин баталсан бөгөөд энэ нь KOH-ийг хэвээр нь түлхүүр хэсэг болгон байлгаж байгааг тайлбарладаг. KOH нь ионуудын гүйдлийг батарей даяар тогтвортой байлгах замаар цахилгаан эдэлгээ нь тогтвортой байх боломжийг олгодог тул доторх бага химийн урвалууд дуусах хүртэл энэ байдал хэвээр байна.
Электродын эсэргүүцэлтэй хамт вольтажын стабильдэг
Цахилгаан хүчдэлийг тогтвортой байлгах нь алкалийн батерейн хувьд бодит асуудал болоод л орхидог тул тэдгээрийн цахилгаан эрчим хүч нь тухайн батерейг ашиглаж байх үедээ хэвийн хэлбэлзэл үзүүлдэг, ялангуяа электродууд элэгдэж эхлэх үед илүү их хэлбэлздэг. Производлууд электродуудын төлөвлөгөө болон материалыг хэрхэн сонгох нь цахилгаан хүчдэлийн гэнэтийн уналтыг саатуулахад маш чухал бөгөөд энэ нь төхөөрөмжүүд их хэмжээний цахилгаан эрчим хүч шаарддаг ч урт хугацааны ажиллагааг бий болгодог. Зарим компаниуд батерей амьдралын мөчлөгийн туршид цахилгаан цэнэгийн тогтвортой хөдөлгөөнийг бий болгох олон давхаргат электродын дизайн ашиглаж эхэлсэн байна. Цахилгаан хүчдэлийг тогтвортой байлгахад электродуудын материалын зөв холимогийг сонгох нь давамгайлсан нөлөө үзүүлдэгийг тестүүд олон удаа баталжээ. Энэ нь практикт хэрэглэгчдэд батерейн амьдралын төгсгөл хүртэл тогтвортой цахилгаан эрчим хүчний гаралт өгдөг гэсэн үг юм.
Хамгааллыг Хүчинтэй болгосон Нucleus Components
Шинээр Заримдаг Зэсний Anode Composition
Щелочин баттерейн нь найдвартай ажиллахын тулд анод нь цэвэр цинк агуулах шаардлагатай байдаг. Цинк цэвэр бөгөөд бохирдолгүй бол доторх химийн урвал сайн ажилладаг тул эдгээр баттерээнд урт хугацааны цахилгаан эрчим хүч нь илүү их байдаг. Харин цинкт ямар нэгэн хольц байвал муу зүйлс болдог. Эдгээр хольцууд нь баттерейны хадгалах цахилгаан эрчим хүчний хэмжээг бууруулж, хурдан корроз болохыг идэвхжүүлдэг. Энэ нь баттерээг удаан хугацаанд хэрэглэхэд дотор нь хөнөөлдөг. Үйлдвэрлэлийн мэдээллээр цинкийн цэвэр байдлыг өндөр түвшинд байлгах нь баттерээний нийт ажиллагааг илүү үр ашигтай болгодог байна. Баттерээ үйлдвэрлэгчид энэ талаар сайн мэддэг бөгөөд цэвэр байдлын зөвшөөрөгдөх түвшинг тогтоож байдаг. Эцэст нь, хэн ч гэрлийг хамгийн их хэрэгтэй үед нь унтрахыг хүсдэггүй.
Манганын диоксидын катодыг сайжруулах
Щелоч давсны элементүүд нь ихэвчлэн марганцын диоксидоос тогтсон катодтой байдаг бөгөөд үйлдвэрлэгчид энэ материалтай ажиллан дамжуулах чадвар, хадгалах багтаамжийг сайжруулахыг оролддог. Марганцын диоксидыг сайжруулах олон арга байдаг. Зарим арга нь бүтцийг нь өөрчлөх болон элементүүдийг нэмэх замаар хэрэглэдэг. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь элементийн цэнэгийг хэр хурдан алдагдуулах, хэдэн удаа ашиглах боломжтой болгох, мөн ажиллагааны явцад тогтвортой байдалыг сайжруулахад тусалдаг. Катодыг зохион байгуулах замаар компанийн элементийн ажиллагааг сайжруулж, солих хүртлээ илүү урт хугацаагаар ажилладаг элемент үйлдвэрлэх боломжтой болдог. Энэ нь хүмүүс цахилгаан хэрэгслийн ажиллагаанд тогтвортой хүчдэл хэрэглэдэг бөгөөд катодын сайжруулалтанд туршилт явуулж буй олон салбарт чухал ач холбогдолтой байдаг.
Төмөр цуглалтын давхар багтаамжийн систем
Щелоч давсны элементийн хэр зэрэг найдвартай ажиллах вэ гэдгийг авч үзэхэд ган цагаан уут бүх зүйлийг нь дотор нь бэхлэн барьж байгаа нь тодорхой харагддаг. Энэ нь яагаад чухал вэ гэхээр гол нь бүх зүйлийг нь бүрэн байлгаж, бид бүгд давсны элементийн ажиллагаа муудах үед тулгардаг зовиурт байдлыг зогсоодог. Өндөр чанарын ган бол бүх төрлийн доторх химийн урвалуудыг тэсвэрлэн хэвийн ажиллагааг нь хангах чадвартай бөгөөд хэвийн ашиглах явцад ямар ч халууны эсвэл физик даралт үүсгэсэн гэсэн муудахгүй байна. Үйлдвэрлэгчид эдгээр багтаамжийн системийг байгуулахдаа хатуу аюулгүй байдлын дүрэм журам болон дэлгэрэнгүй зураг төсөлд дагуулан ажилладаг тул эвдрэлийг хамгийн бага болгох, давсны элементийн гэмтэлтэй холбоотой осол гэмт хэргийг бууруулахад тусалдаг. Бодит туршилтын үр дүнг харвал сайн ган уутны загварын чухлыг ойлгож болно бат бөх, найдвартай ажиллагааг хангахын тулд давсны элементүүдийн хувьд.
Алкалиновы хугацаанд хамаарах инженерчлэлийн тодорхойлолт
Хяналттай холболтын усны гаралтыг хамгаалах
Шүлтлэг элементүүд нь агаарын шүүдэстэй байдаггүй бол урт хугацаагаа авахгүй, учир нь эдгээр шүүдэс нь аюултай электролитийн нэвчлэгийг саатуулдаг. Орчин үеийн шүүдэсний загварууд нь исэлдлийг эсэргүүцэх тусгай материал ашигладаг бөгөөд элементүүд илүү урт хугацаанд ажиллах боломжийг олгодог. Үйлдвэрлэгчид үнэндээ элементүүдийг төрөл бүрийн орчин үеийн стандартын дагуу нарийн шалгадаг бөгөөд хэдэн сарын турш хөлдөө хүйтнээс эхлээд халуун цаг агаарт хүртэлх бүхэнд нь шалгаж үздэг. Бодит байдал дээрх шалгалтууд нь сайжруулсан шүүдэс нь далайн орчим дахь давст агаар эсвэл үйлдвэрийн тоног төхөөрөмж дэх өндөр хэлбэлзэл зэрэг хатуу нөхцөл байдалд ч маш сайн ажилладгийг харуулжээ. Итгэлтэй цахилгаан эх үүсвэрийг ашигладаг хүн бүхэнд сайн шүүдэс нь зүгээр л хүссэнээр биш, шүлтлэг элементүүдийг тэдний ашиглах хугацаанд идэвхитэй, аюулгүй байлгахын тулд маш чухал юм.
Эрсдэлтэй самбарталтай кристаллууд
Тодорхой төрлийн кристаллын бүтцийн цөөн хэмжээний цэнэг алдалтын шинж чанар нь шинэ дахин цэнэглэдэггүй батарейн орчин үеийн загваруудад чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох бөгөөд эдгээр цахилгаан эх үүсгүүрүүдийг удаан хадгалах боломжийг олгодог. Үндсэндээ эдгээр онцгой бүтцүүд нь батарей доторх дотоод эсэргүүцлийг бууруулдаг тул ашиглалтгүйгээр удаан хугацаа байрлаж байхад цэнэгээ алдахгүй байна. Олон судалгааны дүгнэлтээр эдгээр кристаллуудын хэлбэр, хэмжээг зөв тохируулах нь батарей хэдий хугацаа цэнэгээ хадгалж чадахыг ихэд тодорхойлдог. Зарим ажлын үзүүлэлтийн тестүүд нь кристаллын байршлын ялгаа нь тэдгээрийн цэнэгийн алдалт хурдан эсэхийг шийддэгийг баталж үзүүлсэн. Энэ нь эдгээр бага хэмжээтэй кристаллын бүтцийг хэрхэн зохион бүтээснээр шинэ дахин цэнэглэдэггүй батарей нь гэрэлгүй, чимээгүй газар удаан хадгалагдсаны дараа ч хэвийн ажиллах эсэхийг шийддэг гэсэн үг юм.
Дулаан рүү оролцоогүй электролитийн томъёо
Цахилт эсэргүүцэх электролит холимогийг зөв сонгох нь алкалийн цахилтны амьдралын хугацаанд маш чухал нөлөө үзүүлдэг. Эдгээр онцгой найрлагууд нь батерейнуудыг температурын өөрчлөлтөнд ч тогтвортой ажиллуулахад тусалдаг бөгөөд хэт халсан үед үл хүсэгдэх деградацийн урвалуудыг зогтоодог. Электролитуудыг боловсруулах явцад эрдэмтэд зөвхөн залгаваруудыг сонгох ёстой бөгөөд эдгээр нь халууныг ба хөрөнгийг хоёуланг нь даах чадвартай байсаар цахилт дамжуулах чадвараа алдалгүй байх ёстой. Энэ чиглэлээр хийсэн судалгаагаар температурын эсэргүүцэх холимогууд нь термостатик стресстэй холбоотой олон асуудлыг бууруулдаг талаар бидний мэддэг мэдлэгийг баталж байна. Үүний үр дүнд цахилт удаан хугацаагаар ажилладаг болох бөгөөд төхөөрөмжүүдийг аль ч агаарын нөхцөлд тогтвортой ажиллуулахыг хүсдэг хэн ч хүнд логиктой тайлбар болдог.
Ажиллах чадварын харьцуулга: Алкалиновчлох ба Хамтран ажиллаж буй
Энергийн үнэт хувьсагчийн харьцуулга: Литийн батарей
Литиум баттерейнүүдтэй харьцуулахад щелочин баттерейнүүд нь энергийн нягтаар давуу талгүй байдаг. Учир нь литиум нь грамм тутамдаа илүү их чадалтай байдаг. Иймд хүмүүс цахилгаан багаж, эмнэлгийн төхөөрөмж шиг их чадал шаарддаг зүйлд литиумын баттерейг сонгодог. Харин щелочин баттерейнууд өөрийн чиглэлдээ өрсөлдөж чаддаг. Гэрийн хэрэглээнд, жишээлбэл, зөөлөн дугуй, ханын цаг, зарим сул гэрлийн машинд хангалттай сайн ажилладаг. Баттерейн технологийн судалгаа нь щелочин баттерейн үйл ажиллагаа нь ямар хэмжээтэй байгаагаас болон хүнд эсвэл маш хүнд баттерей мөн эсэхээс хамаарч ихээр хамаардаг гэдгийг харуулж байна. Ихэнх хүмүүс өдөр тутмын хэрэгцээнд хангалттай сайн гэж үздэг. Максимал чадал шаарддаг экстрем үед литиум баттерей байнга давуу байдаг ч, щелочин баттерейнууд нь энгийн, хямд цахилгаан хангамжийн зах зээл дээр эрс чухал биш энергийн нягт шаардлагагүй тохиолдолд эзлэх хувиа хадгалж байна.
Үнэ цэнийн ашигтай байдлын харьцуулга NiMH-тай
Мөнгө хэмнэх асуудалд элекролит баттерейнүүд нь никель-металл гидрид (NiMH) баттерейнээс тогтвортой давамгайлдаг. Ихэнх хүмүүс дэлгүүрүүдэд байгаа элекролит баттерейг хямдхан авдаг. Тийм ч байсан NiMH баттерей урт хугацаанд ажилладаг ч хэрэглээний үнэлгээний хувьд, тухайн үед хөрөнгөний төлөвлөгөөг сайн хянах шаардлагатай бол элекролит баттерей давамгайлдаг. Хэрэв таны төхөөрөмж удаан хугацаагаар байнга цахилгаан хэрэгтэй бол NiMH баттерей сайн ажилладаг ч хэвийн өдөр тутмын хэрэглээнд жишээлбэл зөөлөн гэрэл, телевизийн залгурт, тоглоомын машин зэрэг хэрэглээнд элекролит баттерей нь үнэ, чанарын хувьд тэнцвэртэй байдаг.
Хурц үедээ Lead-Acid-тай харьцуулах
Шүлтлэг баттерейнууд нь хүйтэн уур амьсгалд ажиллах чадвараараа онцлог юм, энэ нь хар тугалган-хүчилт баттерейнууд үлдээж чаддаггүй юм. Температур буурч эхэлбэл бусад төрлийн баттерейнуудыг ажиллагаа алдалтанд оруулдаг хүчдэлийн алдагдлын асуудал эдгээр баттерейд гардаггүй. Иймд эдгээр нь зуны амралтын үед гэрлийн машин, эсвэл гадаа хадгалагдаж байгаа аварга замааны тоног төхөөрөмжинд итгэлтэй цахилгаан эх үүсвэр болон ажилладаг. Жил бүрийн туршид олон уур амьсгалын нөхцөлд шалгаж байгаад талбайн техникийн ажилтнууд энэ тухай тогтмол мэдээлж ирсэн. Энэ ялгаа нь тогтвортой цахилгаан хангамж нь хамгийн чухал байдаг эрүүл мэндийн өвөлтэй бүс нутгуудад тодорхой харагддаг. Хэдийгээр зарим хүмүүс шинэ технологийн баттерейнуудын талаар юу хэлсэн гэсэн ч, хөлдөөт нөхцөлд итгэлтэй ажиллах тоног төхөөрөмжтэй ажиллах хүмүүст шүлтлэг баттерей л хамгийн сайн сонголт болоод л байна.
Үеийн Зогсоолын Өөрчлөлт, Эрдэнэтэй Байгалийн Хамгаалал
Меркуутай Нүүрсний Хангамж
Орчин үеийн цахиурын ихэнх батерейнууд нь ртутьгүйгээр үйлдвэрлэгддэг бөгөөд энэ нь хүмүүсийн эрүүл мэндэд аюулгүй бөгөөд бидний талаар сонссон бүх аюулгүй байдал, орчин үеийн хууль тогтоомжийн шаардлагад нийцдэг. Ртутьгүй болсноор хортой хүнд металлууд орчинд халдвар тараах эрсдэл багасна. Эдгээр дүрэм журмын дагуу хэрэглэгчийг хамгаалж, нийтээрээ илүү цэвэр орчин үүсгэхэд чиглэдэг. Засгийн газрууд хүнд металлуудын хортой нөлөөг судалсны үндсэн дээр бүтээгдэхүүн дотор хорт бодисыг хориглох олон янзын дүрэм боловсруулжээ. Энэ бүх зүйл нь ртутьгүй болохын чухлыг онцлон харуулж байгаа бөгөөд энгийн хэрэглэгчдэд илүү найдвартай, хортой бодис агуулдаггүй цахиурын батерейг сонгож авах боломжийг олгодог.
Цинкийг буцааж авах инфраструктуур
Алкалийн батерейн хувьд дахин боловсруулах системийг бэхжүүлэх нь цинкийг дахин эргүүлэх, нөөцийг оновчтой удирдахад чухал ач холбогдолтой юм. Цэвэр дахин боловсруулах замаар цинкийг сэргээхэд бид шороос авч ирсэн цинкийг олборлоход ашигладаг олны хүртээмжтэй эхний материалыг хэмнэж, орд баяжуулах үед үүсдэг орчин үеийн хор хөнөөлийг бууруулдаг. Дахин боловсруулах төвүүдэд цинкийн агууламжийн 90%-иас илүүг сэргээдэг гэсэн мэдээлэл гарч ирсэн. Энэхүү металлыг дахин авч, зориулалтын зориулалтаар нь ашиглах нь орчин үеийн томоохон асуудлыг шийдвэрлэхэд тусалж, батерей үйлдвэрлэгчдийн ногоон зорилготой хүрэхэд тусалдаг. Хаягдлыг бууруулах, үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулахыг хүсч буй үйлдвэрлэгчдэд цинкийн сэргээлтийн бүтцийг хөгжүүлэх нь одоогийн зах зээлд экологи, эдийн засгийн хувьд ашигтай юм.
RoHS-стандартай үйлдвэрлэлийн арга хэмжээ
RoHS сертификатын шаардлагад нийцсэн үйл явц руу шилжих үйлдвэрлэгчид нь алкалийн баттерей үйлдвэрлэх арга барилд томоохон өөрчлөлт оруулж байна. Компаниуд энэ сертификатыг авснаар үйлдвэрлэлийн явцад ашиглагдаж буй аюултай материалыг бууруулдаг. Энэ нь ажилчид болон бүтээгдэхүүн худалдан авагчид хоёуланд нь аюулгүй бүтээгдэхүүн болохыг хангана. Эдгээр зааврын дагуу үйлдвэрлэл хийх нь хугацааны туршид тэгш байдлыг харах боломжийг хялбар болгодог. Сертификатын үйл явцад оролцсон олон үйлдвэрлэгчид ижил төстэй түүхтэй. Тэдгээрийн туршлагууд нь RoHS стандартыг баримтлах нь баттерей үйлдвэрлэх явцад орчны бохирдолыг бууруулдаг болохыг харуулж байна. Эдгээр дүрэм журам нь урт хугацаанд үйлдвэрлэлийн арга барилыг аюулгүй, хариуцлагатай байлгахад чухал ач холбогдолтой байдаг.
Түгээмэл асуултууд (FAQ)
Алкалиновчлогын батарейд хамгийн гол хими хариуцлагын үйл ажиллагаа юу вэ?
Алкалиновчлогын батарейн гол химийн хариуцлагын үйл ажиллагаа зинк ба марган цусны хооронд байршуулсан алкалиновчлогын дундах redox хариуцлагууд юм.
Калий гидроксид нь алкалийн батарейн үйл ажиллагааг хэрхэн нөлөөлдөг вэ?
Калий гидроксид нь элкроксид болон alkaline батарей, ион хөдөлгөөн нэмэгдүүлэх, урсгал болон гүйцэтгэлийг сайжруулах үйл ажиллагаа явуулдаг.
Зинк цэвэршил нь яагаад алкаль батарейд чухал байдаг вэ?
Өндөр цэвэр цинк нь химийн хариу үйлдлийн үр ашгийг нэмэгдүүлж, бусаар хариу үйлдлийг бууруулж, батарейн үйл ажиллагааг сайжруулж, удаан эдэлгээтэй болдог.
Алкаль батарей нь армандангүй юу?
Тийм ээ, орчин үеийн алкаль батарейн аюулгүй байдлыг сайжруулах, байгаль орчны дүрэм журмыг дагахын тулд арманаас ангид загварыг ашигладаг болсон.
