ЯК влаштовані батарейки :: Природничі науки

Батарейки давно стали звичною частиною життя людей. Вони використовуються практично скрізь, де потрібно недорогий і надійне джерело електричної енергії - в годиннику, дитячих іграшках, кардіостимуляторах і мобільних телефонах.

Незважаючи на іноді істотні зовнішні відмінності, конструкція всіх батарейок приблизно однакова. Відмінності полягають в хімічних речовинах, що входять до складу елемента. Електричний струм в батарейках виробляється за допомогою вступу в реакцію цих хімічних речовин.

Типова конструкція батарейок

Негативний полюс батареї живлення служить одночасно і її корпусом. Він виготовляється у вигляді стаканчика, який наповнюється хімічними реактивами. Між собою тверді хімічні речовини розділені картонній оболонкою, яка не дає цим речовинам змішуватися, але одночасно проникна для рідкого електроліту, який і дозволяє йти хімічної реакції.

Всередину корпусу вставлений вугільний або графітовий стрижень, який є позитивним електродом батарейки. Стрижень також відділений прокладкою-сепаратором, яка не дає нейтралізувати заряд.

Всі батарейки діляться на групи за типом хімічного наповнювача. Детальна конструкція стандартної батарейки показана на малюнку.

Марганцево-цинкові з сольовим електролітом

Сольові елементи до недавнього часу панували на ринку батарейок. Анодом є цинк, з якого зроблений корпус елемента, активна речовина катода - діоксид марганцю. В якості електроліту використовується розчин хлориду амонію або хлориду цинку.

Гідність цих батарейок - низька вартість, але вона не компенсує низьку питому ємність, чутливість до навантаження і низьких температур. Тому їх майже повністю витіснили лужні, або як їх ще називають - алкалінові батарейки.

Марганцево-цинкові з лужним електролітом

Лужні, або алкалінові, елементи містять у своєму складі порошок цинку в якості анода і діоксид марганцю в якості катода. Гелеобразний розчин КОН використовується як електроліт. До складу батарейок також включені інгібітори корозії.

Лужні елементи мають набагато більш високу ємність, витримують велике навантаження і не чутливі до температури. Тому незважаючи на високу вартість практично витіснили сольові батарейки.

Срібно-цинкові елементи

В якості катода також застосовується порошкоподібний цинк, а для анода використовуються оксиди срібла. В якості електроліту застосовується розчин КОН або NaOH, гелевий або матричний.

Ці батарейки мають набагато більш високі навантажувальні характеристики, ніж попередні елементи, але коштують набагато дорожче. Випускаються у формі дисків і застосовуються в наручних годинниках, слухових апаратах, фотоапаратах і в деяких інших пристроях.