Батарейка (гальванический элемент) – это источник тока для автономного питания электрических приборов и небольшой техники. Многие из нас каждый день пользуются часами, пультом от телевизора, электрической бритвой, весами, детской игрушкой, фотоаппаратом и еще много чем, где необходимо электропитание в виде слабого тока.
Принцип работы батарейки основан на устройстве ученого Алессандро Вольта, которое было изобретено в 1799 году. Он базируется на взаимодействии химических веществ, в результате которого получается электрический постоянный ток. Если вкратце описывать это устройство, то две металлические пластины из цинка и меди помещались в раствор серной кислоты, являющийся электролитом и проводником. Между двумя пластинами пускался провод, по которому и проходил электрический ток в результате химической реакции и движения электронов от одной пластины к другой из-за разницы потенциалов.
Виды батареек
Все батарейки разделяют на две категории: первичные (одноразовые) и вторичные (многоразовые аккумуляторы, которые можно перезаряжать). Помимо этого, в настоящее время выделяют пять основных типов батареек: солевые, щелочные, ртутные, серебряные и литиевые батарейки. Солевые имеют невысокую цену, малую емкость, небольшой срок службы и хранения. Щелочные (или алкалиновые, alcaline) имеют большую емкость, большой срок службы и хранения, хорошую герметичность, но при этом дороже и немного массивнее солевых батареек. Ртутные батарейки способны перезаряжаться, имеют продолжительный срок хранения, высокую стоимость и проблемы с токсичностью ртути при нарушении герметичности. Серебряные аналогичны ртутным, но обладают большим сроком службы и отсутствием токсичности. Литиевые имеют самую большую энергоемкость, легкий вес, выдерживают высокие нагрузки, долго служат, по цене достаточно дорогие. Также существуют и разные размеры батареек. В зависимости от форм, размеров и типа батарейки имеют определенные классификации. Классификации могут быть как международные, так и национальные.
Принцип производства
Конструкция, способ производства и материалы изготовления зависят от типа батареек. Но любая батарейка обязательно имеет катод (положительно заряженный электрод), анод (отрицательно заряженный электрод), сухой или жидкий электролит и пластиковую или металлическую оболочку. Рассмотрим более подробно процесс изготовления щелочных батареек, т.к. на сегодняшний момент они являются самыми распространенными.
- Сначала готовят катод, состоящий из диоксида марганца и графита. Эту смесь прессуют и гранулами помещают в специальные формы.
- Параллельно готовятся заготовки будущих батареек: цилиндрические корпуса из никелированной стали, сепаратор (для предотвращения соприкосновения анода с катодом) – может быть целлофан, бумага или нетканые полимеры и жидкий электролит – гидроксид калия.
- Отмеренные количества катода механизмом помещают в стальные оболочки и заливают электролит.
- Пока корпуса перемещаются по конвейеру, сепаратор успевает пропитаться электролитом.
- Далее готовится анодная паста из цинкового порошка, смешанного с электролитом и токосниматели из латунной проволоки с жестяным покрытием.
- Паста попадает в сепаративные стаканчики заявленных батареек, а токосниматели помещаются в их оси.
- Батарейкам автоматические машины придают конечный вид, их тестируют и затем они поступают в продажу.
Важно соблюдать полюса при вставке батареек в прибор, которые всегда указаны. Также необходимо помнить о том, что батарейки требуют специальной утилизации, их нельзя выбрасывать с бытовым мусором.
Процесс изготовления батареек вы можете посмотреть на видео. Если понравилось, оставляйте свои комментарии и делитесь с друзьями ссылкой на эту статью!