3 أنواع رئيسية من الخلايا الثانوية

تلقي هذه المقالة الضوء على الأنواع الرئيسية الثلاثة للخلايا الثانوية. الأنواع هي: 1. خلية حمض الرصاص الثانوية 2. خلية الحديد النيكل الثانوية 3. خلايا النيكل الكادميوم.

اكتب # 1. خلية حمض الرصاص الثانوية:

في هذا النوع من البطاريات تتكون خلية الرصاص من قطبين كهربائيين ، يتألفان من مركبات الرصاص ، مغمورة في إلكتروليت من حامض الكبريتيك المخفف. يتم ترسيب المواد الفعالة للأقطاب كغطاء على شبكات الدعامات الداعمة.

تتكون الأقطاب الكهربائية من واحد أو أكثر من الشبكات (أو الألواح) ، وتوضع الأنود ولوحات الكاثود بالتناوب وجهاً لوجه. ولكن عندما يتم تفريغ الخلية ، يتم تغليف كل من الكاثود وشبكات الأنود بكبريتات الرصاص.

عندما يتم شحن الخلية ، يتم طلاء شبكات الأنود مع بيروكسيد الرصاص وشبكات الكاثود هي الرصاص النقي. الآن دعونا نرى كيف ينفذ ؛ في المعادلة الكيميائية تحت الإجراء الكيميائي الأساسي والأساسي الذي يحدث في هذه البطاريات هو مبين ،

ومع ذلك ، عندما تكون الخلية مشحونة بالكامل ، فإنها تقوم بتطوير emf يبلغ حوالي 2 فولت ، ولكن ، كما يتم تفريغها ، تقل السرعة ببطء إلى حوالي 1.8 فولت. إذا تم السماح للخلية بإفراغها بالكامل ، فإن فولتها يسقط أخيرًا بسرعة.

ومع ذلك ، فمن المحتمل أن يؤدي التفريغ الكامل إلى تفكك الأقطاب الكهربائية ، بحيث تكون ممارسة قياسية لإعادة شحن خلايا حمض الرصاص قبل أن تنخفض فولتية الدائرة المفتوحة إلى أقل من 1.8 فولت. بمجرد أن يصبح الجهد أقل من 1.8 فولت ، يصبح من الصعب إعادة شحن البطارية. لذلك يجب دائماً التحقق من أن هذا الجهد لا يقل عن 1.8 فولت.

الثقل النوعي للكهارل:

الجاذبية النوعية للكهارل له أهمية في الأداء الصحيح للخلية. عندما تكون هذه الشحنة مشحونة بالكامل ، تكون الجاذبية النوعية للكهارل حوالي 1.21 ، ولكن عندما يتم تفريغ الخلية إلى 1.8 فولت ، تكون الجاذبية النوعية حوالي 1.18.

يحدث التغير في الجاذبية النوعية لأنه عندما يتم تفريغ الخلية ، يتم استخدام بعض الحمض في تكوين كبريتات الرصاص عند القطب ، ويتم إنتاج بعض الماء.

وبالتالي فإن نسبة الحمض إلى الماء أقل. يمكن التحقق من حالة شحن خلية حمض الرصاص عن طريق قياس الجاذبية النوعية للكهارل باستخدام مقياس كثافة السوائل. في حالة بطاريات مصباح السقف ، قد تكون الجاذبية النوعية أعلى من المذكور أعلاه ، لأن خاصية التفريغ المحددة مطلوبة في بطاريات غطاء المصباح.

اكتب # 2. خلية الحديد النيكل الثانوية:

يتكون هذا النوع من البطاريات من إلكترود مركب واحد من النيكل وإلكترود مركب واحد من الحديد مغمور في إلكتروليت من هيدروكسيد البوتاسيوم ، والذي أضيف إليه القليل من هيدرات الليثيوم لتحسين توصيل الخلية. عندما يتم تفريغ الخلية ، تكون المادة النشطة في القطب الموجب هي هيدروكسيد النيكل ، بينما يكون أكسيد الكادميوم عند الكاثود.

الآن عندما تكون الخلية مشحونة ، يتكون بيروكسيد النيكل عند الأنود ويظهر الحديد النقي عند الكاثود. لا يوجد أي تغيير كيميائي في المنحل بالكهرباء ، ولا تزال ثقله النوعي على حاله طوال دورة الخلية. يوضح الشكل 5.4 عمل هذا النوع من البطاريات.

في بنية بطارية النيكل الحديد ، يتكون الأنود من عدد من الأنابيب المصنوعة من شريط فولاذي مثقّب ، وجرح حلزوني ، ومثبتًا بواسطة حلقات فولاذية. الأنابيب مطلية بشكل كبير مع النيكل ومعبأة النيكل النشط معبأة فيها. تتخلل طبقات النيكل المتشققة المواد الفعالة من أجل تحسين الموصلية داخل الأنود.

يتكون الكاثود من شرائط فولاذية مطلية بالنيكل مثقبة في جيوب يعبأ فيها مركب الحديد النشط. يتم تحسين توصيل الكاثود عن طريق إضافة القليل من الزئبق إلى المادة الفعالة.

تعمل خلية الحديد والنيكل القلوي على تطوير قوة دفع تبلغ 1.4 فولت عند الشحن الكامل ويتم إعادة شحنها عادة عند انخفاض جهد الدائرة المفتوحة إلى حوالي 1.1 فولت. على خلاف الخلايا الحمضية الرصاصية ، لا تعاني الخلية القلوية من ضرر إذا تم تفريغها تمامًا.

ومع ذلك ، فإن خلية الحديد والنيكل القلوية أخف من خلية حمض الرصاص ذات السعة المماثلة ولكن كفاءتها أقل. سعة الخلية تختلف مع درجة الحرارة. في الواقع أقل من 53 درجة فهرنهايت (12 درجة مئوية) تسقط قدرة الخلية بشكل حاد ، لذا من المهم التأكد من أن الخلية تعمل عند أو فوق درجة الحرارة الحرجة هذه.

والتطبيق النموذجي لخلايا الحديد النيكل هو بطارية تعشيق التيار المستمر بجهد 30 فولت ترتبط بمجموعة المفاتيح الكهربائية ذات الجهد العالي.

اكتب # 3. خلايا النيكل الكادميوم:

ويستند هذا النوع من الخلايا على التفاعل بين هيدروكسيد النيكل وهيدروكسيد الكادميوم في المنحل بالكهرباء. من خلال الترتيب الدقيق للتفاعل الكيميائي ، كان من الممكن منع استخدام الغاز الزائد وتصنيع وحدة قابلة لإعادة الشحن مختومة. يمكن إظهار التفاعل الكيميائي لهذا النوع من البطاريات

من ما سبق نلاحظ أنه في بطارية النيكل الكادميوم المشحونة بالكامل ، يكون هيدروكسيد النيكل عند درجة عالية من الأكسدة ويتم تقليل المادة السلبية إلى نقي. عند التفريغ ، يتم تقليل هيدروكسيد النيكل إلى درجة أقل من الأكسدة ويتأكسد الكادميوم الموجود في الصفيحة السالبة.

يتألف التفاعل الكيميائي بالتالي من نقل الأكسجين من صفيحة إلى أخرى ويعمل الألكتروليت كموصل مؤين فقط ولا يتفاعل مع أي طبق بأي طريقة. وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن الجاذبية النوعية لا تتغير من خلال الشحن أو التفريغ.

يصنع البناء من الصلب المطلي بالنيكل القطب السالب الذي يحتوي على قطب كهربائي من مركبات مسامية للغاية (نيكل ؛ موجب ، كادميوم: سلبي) مشبع بالمواد النشطة. يتم توصيل القطب الموجب للغلاف العلوي لتشكيل القطب الموجب.

يتم تشريب الألواح المسامية التي تحتوي على حوالي 80٪ باطلة مع المواد الكهربائية النشطة بعد المعالجة بالشفط العالي لضمان درجة عالية من استخدام الفضاء. متصلا الأقطاب الكهربائية هي شرائح النيكل النقي ملحومة إلى الغلاف الخارجي. يتم فصل فواصل القطب من مادة البولي أميد غير المنسوجة المختارة خصيصًا للاستقرار الفيزيائي والكيميائي على المدى الطويل.

تتم عملية تجميع الخلايا تحت ظروف متحكم فيها بشكل صارم ويتم تحقيق إغلاق محكم نهائي عن طريق تشكيل ختم الضغط بين قمة العلبة وزرقة نايلون عازلة مقاومة للزحف أو صفيحة علوية. بالإضافة إلى ذلك ، يتم تزويد بعض الخلايا بفتحة سلامة معقولة تمكن الخلية من إطلاق القليل من الغاز في حالة سوء المعاملة الشديدة ثم إعادة الغلق والعمل بشكل طبيعي بعد ذلك.

سعة:

وتعتمد السعة الفعلية لأي خلية كادميوم نيكل مختومة إلى حد ما على معدل التفريغ ويجب توخي الحرص عند تحديد قدرة ساعة الأمبير. السعة الاسمية للخلية هي التي سيتم الحصول عليها عندما يتم تفريغ خلية مشحونة بالكامل بمعدل 1.1 فولت في 10 ساعات. وتعرف هذه المعدلات في AH (ساعة أمبير) باسم معدل K10.

إبراء الذمة:

يشار إلى تيار التفريغ الاسمي المرتبط بتقييم K10 على أنه 1x1x10. وبالمثل ، فإن تقييم K2 ساعة مع تيار تفريغ 5 × 1 × 10 و K5 سيكون بمثابة تقييم ساعة أمبير مع تيار تفريغ 2 × 1 × 10.

على التفريغ:

عند استلام البطاريات في حالة يقل فيها جهد المطراف عن 1.1 فولت ، يمكن تقليل السعة. وينبغي بعد ذلك إعطاؤهم الشحنة القياسية ثم تفريغها بمعدل 110. ويجب تكرار هذا الإجراء ، إذا لزم الأمر ، قبل استعادة سعة البطارية بالكامل.

الشحن:

بالنسبة لخلايا النيكل والكادميوم ، فإن عامل الشحن هو 1.4. وهذا يعني أنه في حالة وجود خلية مشحونة بالكامل أو مفرغة جزئيا ، يجب الاستعاضة عن 1.4 مرة بسعة الاستغناء. عند الشحن بتيار مستمر ، لا ينبغي تجاوز التيار الاسمي 1.10 عادة.

تخزين:

أفضل الظروف للتخزين ستكون في غرفة في درجة حرارة تتراوح بين 15 إلى 20 درجة مئوية ، مع أقل قدر ممكن من التغيير. قبل التخزين لفترات طويلة ، يجب تفريغ الخلية وحمايتها أثناء التخزين من الأوساخ والتلوث. بعد التخزين لفترات طويلة ، تفقد الخلايا المشحونة بالكامل السعة بسبب التفريغ الذاتي ، ولكن ستظل نسبة 60٪ إلى 70٪ من السعة الأولية محتفظ بها بعد عدة أشهر من التخزين.

صفة مميزة:

يحتوي هذا النوع من البطاريات على ميزات المبدأ التالية:

(1) التحرر من الصيانة. هذه بالكاد تحتاج إلى أي صيانة.

(2) البناء ضد الصدمات.

(3) يمكن استخدامها في أي موقف.

(4) مقاومة داخلية عالية (عدة ملايين أوم)

(5) الاحتفاظ تهمة جيدة.

(6) ارتفاع معدلات التفريغ حتى 10 I 10.

(7) 1.4 فولت مشحونة بالكامل.

(8) 1.1 فولت تفريغها بالكامل.

تستخدم الخلايا الثانوية في جميع الكولييرات تقريباً لتوفير إمدادات كهربائية محمولة لمصابيح السقف وأنواع معينة من مصابيح اليد. كلا النوعين من الخلايا الثانوية قيد الاستخدام للأضواء المحمولة. كما يتم استخدام البطاريات كإمداد لنظام الإشارات ، وكذلك لبعض الرسوم الثقيلة تحت الأرض ، وتوفير الطاقة للقاطرات الكهربائية وأنواع معينة من الآلات المتنقلة ، مثل سيارات النقل المكوكية ، إلخ.


موصى به

أربع خطوات مهمة لتطبيق التسويق من شخص إلى شخص
2019
حفظ الغابات: طرق مفيدة لحفظ الغابات
2019
أعلى 2 مصادر السلطة في المنظمة
2019