Разреждане на алкални батерии или защо батерията подскача
заден план
Проучване
По този начин представеният метод за определяне на „свежестта“ на батерията работи само до ниво на разреждане от приблизително 50%, докато при по-дълбок разряд не е възможно да се различи полуизтощена батерия от изтощена по няколко причини, също описани в статията.
И така, какво се случва вътре в батерията?За да направите това, трябва да разгледате вътрешната структура на батерията и нейния химичен състав. И така, по-голямата част от батериите днес са най-простите алкални или алкални батерии, вътре в които има анод (цинк), катод (манганов диоксид), както и мембрана, която ги разделя, и алкален електролитен разтвор под формата на гел (фиг. 2). Да, заслужава да се отбележи, че солните батерии все още съществуват, но както показва практиката, техният експлоатационен живот е 3-4 пъти по-малък от алкалните.
От гледна точка на химията протичат няколко реакции вътре в батерията по време на разреждане: на анода цинкът се превръща в цинков оксид, а на катода мангановият диоксид в сложен манганов хидроксид: Zn + 4OH - ---> Zn(OH)4 2- + 2e - Zn(OH)4 2- ---> ZnO + H2O + 2OH - MnO2 + H2O + e - ---> MnOOH+OH-
Разбира се, ако се обърнем към плътностите на отделните компоненти, се оказва, че Zn има плътност 7,05 g/cm3, цинковият оксид - 5,06, а мангановите съединения са само около 4-4,4 g/cm3. Тоест, с течение на времето (по време на дългосрочно съхранение) или работа, по-тежкият цинков оксид се превръща в по-лек оксид.Изглежда, че всичко е очевидно ...
Въпреки това, въз основа на данни от рентгенов дифракционен анализ, както и електронна микроскопия, учените са предложили механизъм, който може да обясни ефекта на отскок на изтощена батерия. Според него при определена степен на разреждане на батерията цинковият оксид напълно покрива цинковите частици в гела. Така водата и самият гел (нееластични материали, които потискат вибрациите) се заменят с мрежа от частици цинков оксид (фиг. 3 и 4), твърд и еластичен материал. Веднага щом се образува такава мрежа, батерията започва да отскача до постоянна височина, както е на фигура 1.
