1598005409-d822585ccc08cc47a0cab5184af6a524 (811208), страница 19
Текст из файла (страница 19)
новая сажа), электролит. В некоторых элементах используют только искусственный диоксид марганца, в этом случае в активную массу вводит добавку оксида цинка, которая снижает потенциал н, следовательно, напряжение на элементе в начале разряда. Для боль- 96 шннства элементов соотношение масс диоксида марганца и углеродистых материалов составляет около 4 —:5.
Для элементов, рассчитанных на повышенные токовые нагрузки илн пониженную температуру, это соотноше- Ю 4 в Рис. 4Л. Устроастио аидиидрических МЦ элементов: о — солевой енеменг 373: 7-кюлпвчюк. 2. 6, 6 — жвйбы; 6 — бптумнвн компознцнн, 6 — югрнцззельный злектрод, 7-ектпевен мессе пюложвтельнюго электроде, 6 — токоотеод. Р— сенвретор, 76 — прюнлвдке~ б — модерввзвроеевкый соленой злеммгт 373 «Орнюн Мзг 1 — крыжкв, я— езкоопвжг 6 — злемент. 6 — корпус, 6 — гвльзе, 6 — дно: е — щелючкый элемент А373: 7 — йроцнежгв.
У вЂ” корпус. 3 — екзненев мессе положвтелькгпо злвктрюдв. 6 — постовое двверлгме. 6 — ектввнек мессе отрвцвтельнюго злектродз, 6 — токюотеол. 7 — взюлнтор, 6 — крыжкв иие приближается к 3, активная масса при этом обладает повышенной электрической проводимостью, ио более низким коэффициентом использования. Сепаратором У служит щелочестойкая бумага-матрица, иа которую предварительно наносят слой загущениого электролита; такой сепаратор называют пастовой диафрагмой. Один нз вариантов электролита: ИНЗС1 — 7%, ЕпС!й — 5%, СаС13 — 36133, НиС!3 — 5 — 10 г/л.
Назначение хлорнда цинка — поддерживать стабильную электрическую проводимость н рН раствора, хлорнд кальция вводят для обеспечении работоспособности при пониженной температуре и как добавка, препятствующая высыханию пасты, хлорид ртути (сулема) служит для амальгамнрования поверхности цинкового анода. Загущение электро- 97 лита производят с помощью картофельного нли кукурузного крахмала и пшеничной муки. Картонная прокладка Ю препятствует короткому замыканию между электродами.
й(еталличесиий колпачок ! служит внешним контактом положительного электрода. С помощью шайб 4 и Ю фиксируется газовое пространство для водорода, выделяющегося прн саморазряде элемента. Слой битумной композиции 3, прикрытый сверху декоративной шайбой 2, предназначен для герметизации элемента. Элемент 373 имеет также картонную зашитнодекоратнвиую гильзу-футляр (на рисунке не показана), которая защищает боковую плоскость элемента н снабжена товарной этикеткой (в других случаях этикетку наклеивают непосредственно иа цинковый стакан). Оцеяпваи преимущества рассмотренного варкантв конструкции, отметим ее компактность и простоту.
В элементе отсутствует свободный объем электролита, который находится лишь в пористой агломератной массе и пастовой диафрагме, плотно прижатой к электродам. Тиксотропиое состояние матричного электролита препятствует его перемещению и утечке. Обращает на себя вниманием малое расстояние между электродами. равиоетолщиие ластовой диафрагмы порядка 0,5 мм. Это предельно уменьшает омические потери напряжения и создает благоприятные условия для более равномерного растворения цинкового анода. Элемент загерметизнрован, хотя способ герметизации ие гарантирует полную изоляцию электродов с электролитом от окружающей атмосферы. Простота конструкции предопределяет высокую технологичность элемента и низкую его стонмость.
Применение тонкостенного цинкового электрода дол. гое время относилн к преимуществам конструкция, поскольку это позволяло обходитьсв без специального корпуса я, следовательно, сокращало и удешевляло технологию. Однако питтинговвя коррозия, иоторой подвергается степка цинкового стакана, сокращает срок службы элемента; иоэффицнент использования цинка, и без того малый, сйижается еще больше, Кроме того. вытекающий прн этом электролит достаточно коррозионйо активен. С целью устранения этих недостатков был разработан модернизированный вариант коиструишн, примером которого является элемент 373 сОрион М» (рис, 4.2, б). Принципиальное отличие этого элемента от элемента 373 заключается в том, что здесь собственно элемент 8 заключен в корпус из белой жести 4, отделенный от цинко- вв ного стакана картонной гильзой б, выполняющей функцию электронзолятора.
Знак «минус» элемента выведен на дно нз белой жести б, знак «плюс» — на крышку нз того же материала 1, плотно прижатую к угольному токоотводу 2. В элементе использован сухой пастовый сепаратор толщиной около 0,2 мм, а влажность агломератной массы увеличена до 20Ъ. В случае сквозного растворения цинковой стенки электролит впятывается картонной гильзой б н не вытекает наружу, срок службы н коэффициент использования цинка прн этом ощутимо повышаются. Отметим, что при сохранении тннораэмерных габаритов н массы источника тока размеры и масса собственно элемента в «Орионе М» заметно меньше, чем в элементе 373 (соответственно 84 и 115 г), однако емкость его выше.
Выше н надежность элемента. Поэтому источники тока в подобном конструктивном варианте занимают преимущественное положение среди цилиндрических соленых элементов, выпускаемых в США, Японии, ФРГ и других странах. В СССР такая конструкция принята для элементов 343 и 373.
Для элемента 316 пспользован компромиссный вариант: его корпус-анод заключен в полнвиннлхлорндиую термоусадочиую трубку, которая надежно защищает боковую поверхность цинкового станка, оставляя открытымн токоотводы — дко (минус) н колпачок (плюс]. Основная особенность щелочных элементов заключается в применении пористого отрицательного электрода иа основе цинкового порошка. Такой электрод обладает высокой электрохнмнческой эффективностью, ио его механическая прочность в отличие от монолитного цинкового анода мала. Поэтому цилиндрические щелочные эле. менты, являясь по своим габаритным раамерам аналогами соленых, имеют принципиально иную конструкцию. Рассмотрим устройство щелочного МЦ элемента А373 (рнс.
4.2, з), имеющего такие же габаритные размеры, как и солевой МЦ элемент 373. Корпусом элемента служит стальной никелированный стакан с контактным выступом 2. По внутренней поверхности стакана распределена агломератная масса положительного электрода 3, имеющая форму широкого толстостенного кольца. Таким образом, корпус выполняет также функцию каркаса н токоотвода. Агломератная масса состоит нз смеси диоксида марганца марки ЭДй4-2 н электропроводящнх добавок— графита н ацетиленовой сажи. Пастовая диафрагма 4 99 представляет собой слой загущенного крахмалом щелочного электролита без каких-либо тканевых ялн бумажных матриц.
Электролитом является раствор гндроксида калия концентрации 640 г/л, в котором предварительно растворено 40 — 60 г/л оксида цинка. Отрицательный электрод имеет цилиндрическую форму и размещен по оси элемента. Пастнрованная активная масса б состоит нз смеси цинкового порошка и небольшого количества желтого оксида ртути с загущенным щелочным электролитом. Оксид ртути предназначен для амальгамирования цинка, загущенный электролит служит связующим.
В центре расположен латунный оловянярованный трубчатый токоотвод б.„в элементах меньшего размера применяют стержневой токоотвод нз стальной оловяннрованной проволоки. Контакт цинка с оловом с точки зрения электрохимической коррозии цинка неопасен, поскольку водородное перенапряжение на амальгамированном олове весьма велико н выделение водорода почти не происходит. Токоотвод, выполняя роль каркаса пастированного электрода, жестко зафиксирован в элементе: нижним концом он упирается в стальную никеляроваиную крышку В (знак «минус»), армированную полиэтиленом, верхним концом — в поливинилхлорндную прокладку-изолятор 1.
Герметизация элемента осуществляется завальцовкой кромки стального корпуса по плоскости пластячного полиэтиленового уплотнения 7. Проблема герметизации щелочного элемента — как марганцево-цинкового, так и любой другой системы — относится к наиболее трудным техническим вопросам. Щелочной раствор обладает высокой адгезней с конструкцнонными материалами и поэтому проявляет свойство «ползучестн», проникая за счет капиллярного давления через тончайшие щели н неплотности наружу, Бороться с этим явлением непросто.
Для исключения течи электролита зарубежные фирмы выпускают щелочные цилиндрические МЦ элементы нескольких размеров в дополнительном металлическом корпусе, аналогичном корпусу элемента 373 «Орион М». Цилиндрические элементы удобно использовать в составе батарей. Характерным примером является соленая батарея 3336 «Планета» и ее зарубежные аналоги под индексом М!2. Батарея «Планета» состоит из трех соленых элементов 336, включенных с помощью гибких перемычек последовательно, имеет картонный пли пластмассовый корпус я два внешних вывода противоположных знаков.
Существует и щелочной вариант батареи, имеющий обозначение А3336 и те же габаритные размеры. Прямаугольныг МЦ солгвыг элементы принципиально не отличаются от цилиндрических элементов. В ннх применяют прямоугольный корпус из листового цинка н прямоугольный положительный электрод с угольным токаотводом и агломератной массой аналогичного состава.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
