ما هي البطاريات القلوية؟ مكوناتها وكيف تولد الكهرباء

الخلاصة السريعة

البطارية القلوية الشائعة خلية أولية تولد الكهرباء بتفاعلات الزنك وثاني أكسيد المنغنيز. اسمها مرتبط بإلكتروليت هيدروكسيد البوتاسيوم القلوي. ^[1]

• خلال التفريغ: الزنك أنود سالب، وثاني أكسيد المنغنيز كاثود موجب. ^[1]
• الإلكترونات تعبر الجهاز في الدائرة الخارجية؛ الأيونات تحمل التيار داخل الخلية. ^{[1] [2]}
• للخلية القلوية AA في ورقة E91 جهد اسمي 1.5 فولت؛ الجهد الفعلي يتغير مع التشغيل. ^[3]
• AA اسم مقاس؛ القلوية اسم النظام الكيميائي، فلا تكفي الحروف وحدها لتحديد الكيمياء. ^[3]
• الخلية الأولية المعتادة غير معدة لإعادة الشحن. ^[1]

ما وظيفة الأجزاء الداخلية؟

في الخلية الأسطوانية النموذجية يوجد كاثود من ثاني أكسيد المنغنيز والكربون، وأنود من مسحوق الزنك. يفصل حاجز بينهما، ويصل مجمع التيار بالتماس الخارجي. ^[1]

الكربون يساعد التوصيل في الكاثود، والإلكتروليت يتيح حركة الأيونات. الفاصل يبقي القطبين بعيدين؛ وجود مسار للأيونات داخل الخلية لا يعني عبور الإلكترونات من خلاله بدل الدائرة الخارجية. ^[2]

من التفاعل الكيميائي إلى الدائرة

يتأكسد الزنك ويختزل ثاني أكسيد المنغنيز. يقدم دليل الشركة معادلة مبسطة: Zn + 2MnO2 + H2O → ZnO + 2MnOOH؛ وهي نموذج للتفاعل وليست حصرًا لكل مراحل التفريغ الفعلية. ^[1]

عند إغلاق الدائرة تتحرك الإلكترونات من أنود الزنك عبر الجهاز إلى الكاثود. تعوض حركة الأيونات داخل الإلكتروليت انتقال الشحنة؛ تظل الوظيفة الداخلية مختلفة عن وظيفة السلك الخارجي. ^{[1] [2]}

كيف نفهم الجهد والسعة؟

تحدد ورقة E91 المقاس AA والنظام Zn/MnO2 والتسمية IEC-LR6 وجهدًا اسميًا 1.5 فولت. هذا رقم تصنيفي؛ تعرض منحنيات الشركة هبوط الجهد خلال الاستخدام بدل خط ثابت. ^[3]

تعرض الورقة سعات مختلفة عند معدلات تفريغ مختلفة، ضمن اختبار 21°م حتى 0.8 فولت. لذلك يحتاج تقدير مدة التشغيل إلى شروط الحمل ونهاية الاختبار، لا إلى رقم سعة معزول. ^[3]

السعة بالميلي أمبير ساعة ترتبط بتيار وحد إنهاء. الخلايا الأولية ليست مصممة للشحن؛ شحنها قد يسبب تسربًا أو انفجارًا. ^[1]

للقراءة المتصلة بهذا الموضوع: خصائص بطارية ليثيوم بوليمر: التغليف والإلكتروليت وقراءة المواصفات.