Практически применяемые элементы

Наиболее распространенными в наше время гальваническими элементами являются элементы Лекланше, положительным электродом которых служит прессованный ретортный уголь, отрицательным — цинк, а электролитом — раствор хлористого аммония (нашатыря).

В целях предотвращения поляризации в элементе Лекланше имеется еще так называемая агломерационная масса, или деполяризатор, в виде порошкообразной смеси графита, кокса и перекиси марганца, опрессованной вокруг угольного электрода. Как и во всех других элементах, в элементе Лекланше цинк отрицателен, а угольный электрод положителен. Деполяризатор поглощает водород у положительного электрода в момент его выделения, не давая образовываться газовым пузырькам, обволакивающим этот электрод и создающим явление поляризации. В результате действия деполяризатора получается лишь незначительное разжижение электролита, так как перекись марганца раскисляется в окись, отдавая излишки своего кислорода на образование молекул воды.

Расходование запасенных в элементах Лекланше химически активных веществ происходит только при замыкании внешней цепи, что обеспечивает возможность длительного хранения и экономного использования этих источников питания. Хранение, конечно, не может быть бесконечно долгим вследствие явления саморазряда, более свойственного батареям, чем отдельным элементам, и вследствие высыхания электролита, в одинаковой степени происходящего как в элементах, так и в батареях.

На рис. 81 показано устройство нескольких разновидностей элементов и батарей, состоящих из элементов Лекланше. Их делают наливными, водоналивными и сухими. Эти разновидности конструкций элементов Лекланше находят себе применение и для питания аэрологических приборов. Наливные элементы состоят из цинковых стаканчиков (рис. 81 а) в которые вставлены опрессованные деполяризатором и обернутые фильтровальной бумагой угольные стерженьки с металлическими колпачками на их верхушках. Для приведения в действие наливного элемента в него надо ввести насыщенный при комнатной температуре водный раствор нашатыря, так чтобы этим электролитом пропитались и фильтровальная бумага, и деполяризатор.

Чтобы привести в действие водоналивные элементы, применяющиеся для питания цепей накала в переносной радиоаппаратуре и для различных устройств сигнализации, следует лишь залить их чистой водой, так как в них, помимо сухих электродов, уже имеется также и необходимое количество сухого порошка нашатыря. Наливные и водоналивные элементы могут храниться после изготовления годами, не теряя своих качеств или утрачивая их со временем лишь в незначительной мере. Обычный же срок годности сухих элементов и батарей из-за саморазряда и высыхания электролита составляет от полугода до полутора лет независимо от того, используются они или просто хранятся на складе.

Практически применяемые элементы

Рис. 81. Устройство гальванических элементов:

а — наливного типа, б — сухой элемент, в — галетные элементы.

1 — уголь, 2 — агломератор, «3 — фильтровальная бумага, 4 цинк, S — смола, б—электролит-паста, 7 — пленка, 8 — цинк, 9 — напыленный уголь,  10— агломератор, 11 — картон, пропитанный электролитом.

Сухие элементы Лекланше (рис. 81 б и в) представляют собой полностью герметизированные конструкции с применением киселеобразного электролита, получаемого добавлением крахмального клейстера. Они выполняются в цилиндрическом или в плоском оформлении, причем последняя разновидность элементов называется также галетной. В галетных элементах, очень удобных для составления из них батарей, применяются так называемые „биполярные“ электроды, состоящие из цинковой пластинки с нарощенным на одной ее стороне угольным слоем, покрытым слоем деполяризационной массы. По краям такой электрод обтянут ободком специальной изолирующей пленки, препятствующей попаданию одной и той же порции электролита на обе стороны биполярного электрода. Электроды увлажняют электролитом, складывают в пакеты или блоки и после стягивания нитками сплошь парафинируют их снаружи. Для придания вязкости и клейкости получающейся при этом изоляционной и одновременно герметизирующей оболочке, к парафину добавляют воск и канифоль.

Элементы делаются различных размеров, в зависимости от того, на какой рабочий ток они рассчитываются. Чем больше ток, тем больших размеров должна быть активная поверхность электродов, тем больше должен быть и элемент. Размеры элемента характеризуют его энергоемкость, или просто емкость, которая измеряется в ампер-часах (а-ч). Не нужно смешивать эту емкость с емкостью конденсаторов, измеряемой в фарадах и их долях. Если элемент способен отдавать ток силою 0,1 а 100 час. подряд, после чего он окажется уже разряженным, его емкость равна 10 a-я. Элемент, способный питать какое-либо устройство в течение 10 час. током силою 0,5 а, после чего запас его энергии будет исчерпан, обладает емкостью 5 а-ч; э. д. с. элементов совершенно не зависит от их размеров.

Смотрите также