Ultima edición el 16 septiembre, 2021 por JORGE CABRERA BERRÍOS
Construcción de la batería de Leclanche
En la celda cilíndrica de Leclanche comúnmente disponible disponible en el mercado tiene las siguientes características de construcción.
- Una lata cilíndrica hecha de una fina lámina de zinc, sirve como ánodo y también contiene todos los demás materiales activos y electrolíticos de la batería .
Idealmente, el zinc utilizado en la batería debe tener una pureza del 99,99%. Sin embargo, el zinc que se utiliza para fabricar un contenedor de batería de zinc-carbono tiene de 0,03 a 0,06% de cadmio y de 0,02 a 0,04% de plomo. El plomo le da al zinc una mejor calidad de formación y también es un inhibidor de la corrosión, además, el cadmio proporciona una fuerte resistencia a la corrosión del zinc.
El zinc utilizado en la batería de zinc-carbono.debe estar libre de impurezas como cobalto, cobre, níquel, hierro porque estos materiales implican una reacción corrosiva con el zinc en presencia de electrolito. Además de eso, el hierro endurece el zinc. Las impurezas de tipo antimonio, arsénico y magnesio hacen que el zinc se vuelva quebradizo. - El material del cátodo es dióxido de manganeso. El dióxido de manganeso se mezcla con acetileno negro y se humedece con electrolito de cloruro de amonio, comprimido en una máquina hidráulica para dar una forma de bobina sólida.
La bobina sirve como electrodo positivo de la batería. El óxido de manganeso en polvo (MnO 2 ) y el negro de humo en polvo se mezclan con agua, cloruro de amonio (NH 2 Cl) y / o cloruro de zinc (ZnCl 2 ). Aquí, el MnO 2 es un material de cátodo activo, pero altamente resistivo eléctricamente, y el polvo de negro de humo aumenta la conductividad del cátodo. Como el polvo de carbón absorbe bien la humedad, también retiene el electrolito húmedo dentro de la bobina. La relación de MnO 2y el carbono puede variar de 3: 1 a 11: 1 en peso dependiendo del diseño de la batería. Esta relación también puede ser de 1: 1 cuando la batería está fabricada para un flash de cámaras porque aquí los pulsos de corriente altos son más importantes que la capacidad.Hay pocos tipos de dióxido de manganeso que se utilizan en la batería seca de zinc-carbono.
- El dióxido de manganeso natural (NMD) está disponible en el mineral natural del material. Estos minerales contienen del 70 al 85% de dióxido de manganeso. Tiene estructura cristalina en fase alfa y beta.
- El dióxido de manganeso químicamente sintetizado (CMD) contiene del 90 al 95% de dióxido de manganeso puro. Tiene una estructura cristalina en fase delta.
- Dióxido de manganeso electrolítico (EMD). El EMD es el más caro entre otros, pero el mejor en cuanto a rendimiento. Proporciona una mayor capacidad de la batería y la usamos en aplicaciones industriales de servicio pesado. Tiene estructura cristalina de fase gamma.
Anteriormente, el grafito se usaba como medio conductor de la bobina del cátodo, pero ahora se usa negro de carbón, ya que tiene propiedades especiales para retener el electrolito húmedo y proporciona una mejor compresibilidad y viscosidad a la mezcla del cátodo. Las células que contienen negro de acetileno de carbono en su mezcla de cátodos funcionan mejor en servicios de inseminación, mientras que las células que contienen grafito en su mezcla de cátodos funcionan bien en operaciones de corriente alta y continua.
- Se inserta una varilla de carbono en este cátodo en forma de bobina, como colector de corriente del cátodo. La parte superior de esta varilla de carbono también sirve como terminal positivo de la celda.
Normalmente hacemos caña de carbono con carbono comprimido. Es muy conductivo. Carbono por naturaleza es muy poroso. Mediante el tratamiento con cera y aceite, el carbón se vuelve menos poroso hasta cierto punto cuando puede evitar que pase el electrolito húmedo, pero puede pasar los gases a través de él. Si hacemos esto, los gases de hidrógeno y dióxido de carbono que se forman durante una descarga intensa de la batería pueden escapar a través de esta barra de carbono. Dichos gases solo atraviesan este camino poroso cuando sellamos la parte superior de la bobina con asfalto. Eso significa una varilla de carbono en una batería de zinc-carbono. también sirve como conducto de ventilación para los gases formados durante una descarga intensa. - El ánodo y el cátodo están separados por una fina capa de pasta de cereales humedecida con cloruro de amonio y electrolito de cloruro de zinc o papel Kraft absorbente recubierto de almidón o polímero. El separador fino disminuye la resistencia interna de la celda.
Una celda de Leclanche de uso común tiene un electrolito que es una mezcla húmeda de cloruro de amonio y una menor cantidad de cloruro de zinc. Pero, por otro lado, una celda de cloruro de zinc solo usaba cloruro de zinc húmedo como electrolito. Aunque también se puede agregar una pequeña cantidad de cloruro de amonio al cloruro de zinc, para garantizar el alto rendimiento de la batería de cloruro de zinc. - En la parte superior de la bobina del cátodo hay una arandela de soporte (no conductora) colocada.
- El sello de asfalto se proporciona encima de esa arandela y luego encima del sello de asfalto hay un sello de cera.
Hay arreglos de sellado en la batería para evitar la evaporación del electrolito y el agua durante su vida útil y de almacenamiento. - Después de esta disposición de sellado, se coloca nuevamente una arandela para mantener el material de sellado en su lugar.
- Esta arandela superior también sostiene la cubierta de metal de una pieza, colocada en la parte superior de la varilla de carbono.
- Ahora el conjunto está cubierto por una chaqueta metálica, de papel o de plástico para darle un aspecto estético. Las etiquetas y clasificaciones están escritas en la cubierta exterior de la celda.
- La parte inferior de la celda en algún momento está cubierta por una cubierta de acero que brinda protección adicional.
JORGE CABRERA BERRÍOS
Administrator
Ingeniero Electrónico por la UNI, con maestría y doctorado por la University of Electro-Communications (Japón).
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