Что такое черное в батарейке
объясните хоть кто нибудь
История батарей началась в 1890 году в Нью-Йорке. Конрад Губерт запатентовал первый в мире маленький фонарик с марганцево-цинковым элементом питания на основе диоксида марганца, цинкового порошка и электролита из нашатырного спирта. В последующие годы эти элементы питания начали выпускать в Соединённых Штатах. Шли годы, технология производства совершенствовалась, в элементы питания начали добавлять ртуть для предотвращения коррозии в период их хранения. Позднее все ведущие производители мира начали производить безвредные и экологически чистые элементы питания. Ртуть была заменена на безопасные для человека и окружающей среды органические вещества.
Давайте рассмотрим внутренний состав батареек, то есть что именно мы покупаем в этих герметично закрытых цилиндрах.
Щелочные элементы питания (алкалиновые) по составу напоминают марганцево-цинковые. Их отличает состав электролита в щелочных батарейках. Как видно из названия, используется щелочной электролит. В процессе эксплуатации щелочных элементов практически не происходит газовыделения, то есть выполнены они герметично, что очень важно для целого ряда применений. Они имеют продолжительный срок хранения, и в процессе эксплуатации напряжение на электродах меняется гораздо меньше, чем у элементов с солевым раствором.
Ртутные элементы питания. В них используют оксид ртути, катод выполнен из смеси порошка цинка и ртути, анод и катод разделены сепаратором и диафрагмой, пропитанной 40% раствором щёлочи. Они также имеют длительные сроки хранения, при этом отличаются более высокой ёмкостью при таком же объёме и габаритах.
Серебряные элементы питания имеют катоды из оксида серебра, и напряжение их на 0,2 В выше, чем у угольно-цинковых в одних и тех же условиях. В остальном эти элементы питания похожи на угольно-цинковые.
Основными источниками питания, которыми пользуются потребители, являются марганцево-цинковые (солевые) и щелочные (alkaline). Вот их-то мы рассмотрим, но сначала расшифруем буквенные и цифровые значения на батарейках. Например на батарейке есть такая надпись: R6 AA 1.5V.
Устройство батарейки пальчиковой, круглой, кроны, телефона
За частую хочется узнать, что внутри батарейки? Из чего она состоит? Каково устройство батарейки? И поэтому многие люди начинают ее разбирать. Но вскрыв элемент питания обнаруживают какие-то непонятные элементы. Информация изложенная здесь будет понятной даже для детей. Статья внесет ясность и постарается ответить на ваши вопросы.
Что внутри батарейки?
Ниже будет рассмотрено строение четырех типов источников питания. По сути принцип работы один и тот же, но состоят эти энергетические накопители из разных составляющих.
Состав пальчиковой батарейки
В состав батареи входят следующие элементы:
Примерно так выглядит состав батареек пальчиковых. Но иногда их устройство бывает иным. Например, в строение может быть использован лишь угольный стержень, специальный темный порошок и металлические элементы.
Устройство круглой батарейки
Приплюснутый элемент питания имеет своеобразную форму. Вот строение батарейки в разрезе:
Устройство батарейки может быть и немного иным:
Детали энергетического элемента:
Если сильно нагреть данный эелмент, то под напором внутреннего газа она запросто может взорваться. Таким образом сейчас вы можете созерцать что внутри у батарейки.
Устройство батареи телефона
Принцип устройства батарейки мобильника:
Таким образом устройство батарейки мобильного телефона немного сложнее обычного солевого источника питания.
Из чего состоит батарейка Крона?
Данный источник энергии устроен следующим образом. Контакты плюс и минус находятся друг на против друга в верхней части элемента питания. Под ними расположена пластмассовая основа. От отрицательного контакта идет пластина на минусовой полюс. И там она плотно прикрепляется. Состав батарейки схож с выше приведенными источниками питания.
Внутри металлического прямоугольного стаканчика находятся 6-ь закругленных сплющенных прямоугольников. Каждый из которых является отдельной батареей. Размер данных элементов: Длинная: 2,2 см; Ширина 1,5 см; Высота: 0,5 см. Каждый такой бочонок имеет заряд 1,5 вольта. Друг от друга они отделены специальными пластинами. Но все же они соединены между собой в середине. Подобное устройство батарейки экономически выгодно!
Что находится внутри батарейки крона?
Вот собственно батарейка в разрезе. Иногда она может быть такой.
Но обычно можно заметить, что крона выполнена по такому типу как на рисунки ниже.
Ее строение достаточно простое:
Корпус для батареек и из чего он сделан?
Такая деталь батарейки как корпус играет очень значительную роль. По сути она удерживает все ее содержимое и предотвращает от распада деталей в разные стороны.
В каких батарейках цинковый корпус?
Многих интересует данный вопрос и это не спроста. Цинк можно использовать для различных экспериментов. Или же его можно просто продать. Цинковым корпусом обладают солевые источники питания. Обычно на них стоит надпись что они солевые.
Последнее время встречаются элементы питания, поверхность которых сделана из железа, жести. Это связано с тем что находится внутри источников энергии. Для повышенной прочности и защиты требуется именно такой кожух.
Из чего состоит корпус пальчиковой батарейки?
Он имеет простое устройство и состоит из нескольких частей:
Но под корпусом порой люди имеют ввиду отсек куда вставляются элементы питания. Например, по типу такого:
Корпус для батареек xbox 360
Он выглядит по типу так:
Можно изготовить корпус для батареек своими руками. Но на это нужно время. Ниже в видео представлено как это можно сделать из подручных средств.
Примерный химический состав всех батареек
В каждом типе энергетических накопителей содержатся разные химические элементы. Вот химические элементы, встречающиеся в источниках энергии:
Таким образом по составу элементы питания выглядит как-то так! Но устройство энергетического элемента не может включать в себя сразу все эти вещества.
В итоге из чего сделаны батарейки теперь понятно.
Завод по производству батареек
В России имеется 5 лучших производителей элементов питания.
Космос
Осуществляет производство источников энергии в России с 1993 года. Имеет 35 заводов как на родине, так и за рубежом. А именно есть фабрики в Китае. В торговых точках можно отыскать элементы питания от этой компании под именем «Kosmos Premium» и «Космос». Данная торговая марка широко известна и имеет своих дилеров в разных странах. Каждый год фирма делает до ста миллионов продаж своих источников питания.
На рынке данный завод батареек себя уже давно зарекомендовал с положительной стороны. Многократно компания получала разные награды за свою работу.
Фотон
Подобная компания стала заниматься источниками энергии с 2011 года и уже успела вырваться в лидеры. Успех компании обусловлен качественной продукцией. Устройство батарейки от этой компании имеет отличные характеристики.
Батареи от этой компании были протестированы и оказалось, что они работают достаточно долго и стоят дешевле, например, того же Дюрасел. Компания фотон занимается производством солевых источников питания.
Лиотех
Этот завод батареек был открыт совместно с китайцами. Он производит литий-ионные аккумуляторные элементы. Находится фабрика около города Новосибирска. Площадь производства очень громадна она занимает 4 Га.
Таким образом данный завод доказывает всем что в России может действовать большое конкурентное производство гальванических элементов. Кроме этого они улучшают устройство гальванических элементов.
Энергия
Данная компания находится в городе Елец. С ней сотрудничает Министерство обороны. И это дает повод думать, что это действительно надежный производитель. В 2011 году были запущены специальные цеха для производства литий ионных полимерных источников питания. В основном здесь идет производство пальчиковых батареек и аккумуляторов.
CCK
Данная компания работает с 1993 года и выпускает свинцовые элементы питания 4 и 5-го поколений. Кроме этого завод работает над увеличением емкости энергетических элементов и разрабатывает новые материалы. Вся продукция этой фирмы служит достаточно долго.
Аккумулятор выпущенный этой фабрикой имеет большое число циклов разряда-заряда. Это означает что подобный элемент питания будет служить достаточно долго. И не придется его менять каждые 2-3 месяца.
Как делают батарейки?
Производство батарей начинается с нарезки пластинок из стали в овальные детали. Дальше выполняется сворачивание в металлическую трубочку. Которая затем будет именоваться корпусом. В него помещают химические составляющие, такие как графит, серебряный катализатор, диоксид марганца, сульфат бария, цинк, загуститель, гидрооксид калия. Устройство батарейки не всегда бывает простым.
Дальше пресс скатывает химикаты катода в гранулы. После этого на корпус наноситься бороздка для того, чтобы упростить запайку. Затем на отрицательный полюс наноситься герметик. Параллельно с этим на другом станке идет нарезка перфорированной бумаги. Производиться нанос клея около минусового полюса. Пока корпус передвигается по конвейеру клей высыхает.
Затем производиться впрыскивание гидрооксида калия или электролита. Далее в полость анода впрыскивается цинковый гелий. Цинк придает гелию серебристо белый цвет. Сварочный станок приваривает 4-и сантиметровых гвоздя к крышке батареи. Там будет скапливаться заряд прежде чем разрядиться. После происходит закрытие отрицательного полюса. Затем все края загибаются, и энергетический элемент становиться похожим сам на себя.
Специальный электронный станок проверяет каждый элемент питания на брак и наличие заряда в 1,5 вольт. Дальше остается сделать контрольный штрих приклеить наклейку. Как только это будет сделано каждому источнику питания предстоит пройти через печь. Температура в подобном устройстве 198 градусов, и они будут там находиться всего 3 секунды. Это нужно для того чтобы наклейка хорошо закрепилась.
Как делают батарейки на заводе видео?
Оборудование для производства батареек
В качестве установок для создания элементов питания используют различные автоматизированные машины. Изготовлением специальных станков занимается компания ЛИК и многие другие. Зачастую устройство батарейки улучшают и видо изменяют.
По сути выстраивается автоматизированная линия, состоящая из нескольких станков. Ведь требуется создать полый цилиндр, выполнить прессовку, нанести клей, добавить нужные химические элементы, создать и приклеить наклейку, а затем еще и подвергнуть элемент питания тепловому воздействию.
Вот примерный состав линии:
Каждая компания производит линии по-своему и поэтому состав может заметно отличаться.
Что внутри батарейки и как она работает?
Автор Вячеслав Питель · 13:56 05.02.2019
Здравствуйте, уважаемые читатели сайта Uspei.com. В детстве, глядя на молнии, я часто задавалась вопросом, а можно ли поймать их в какую-нибудь изолированную банку и потом питать ей электроприборы? И не замечала, что нечто похожее всегда уже было под рукой – батарейка. Она тоже каким-то образом питала технику, и даже будучи такой маленькой, делала это часами.
Что же такое батарейка – контейнер для электричества или мини электростанция, которая его производит? Как она работает, почему самые плохие из них вздуваются или протекают, и зачем когда-то давно приходилось кусать батарейки?
Кто изобрел батарейку?
На основе этого Алессандро собрал “вольтов столб”, где находились диски из цинка и меди, соединенные проволокой, а также ткань, пропитанная кислотой. Цинковые пластины растворялись, медные выделяли пузырьки газа, а по проволоке протекал электрический ток. Так был создан прообраз современной батарейки, которая работала на взаимодействии двух металлов в электролите.
Что внутри батарейки?
Как только мы жмем кнопку “включить” создается цепь и электроны через гвоздь устремляются в положительную часть батарейки, на своем пути они проходят через электроприбор и заставляют его работать. Спустя время в катоде образовываются побочные элементы, которые больше не дают электронам перемещаться и батарейка садится.
Чем дешевые батарейки отличаются от дорогих?
Самые простые батарейки, которые стоят копейки, внутри выглядят примерно также, но работают на других материалах. Называются солевые и выпускаются в тех же форматах “три А”, “два А” “С” и “D”.
Иногда этому способствует брак при производстве или несоблюдение очень узкого температурного режима. Начинаются неправильные химические реакции, выделение газа и вздутие батарейки. Хорошие алкалиновые источники таких недостатков лишены, да и корпус у них прочнее.
Почему раньше грызли батарейки?
Как я уже говорила, батарейка садится, когда в катоде накапливаются побочные элементы, они оседают слоем на внутренней части оболочки. Так вот когда грызли довольно податливый корпус этот слой чуть чуть разрушался и батарейка временно оживала.
Но сейчас повторять такое ни в коем случае не советую. Особой пользы не получите, а химии поесть можете. или технику испортите. Лучше вместо этого взять нормальную алкалиновую батарейку с хорошей емкостью. Во второй части расскажу про аккумуляторы и связанные с ними мифы. Например, как правильно их заряжать и что будет, если делать это дольше, чем нужно.
Батарейка (гальванический элемент) — как работает, из чего состоит
Батарейка это прижившееся и не совсем корректное название одиночного гальванического элемента. А уже их соединение в источниках питания для создания нужного напряжения — это батарея. Поэтому не стоит путать эти определения. И если называя гальванический элемент батарейкой, мы поступаем не совсем верно (но смысл понятен), то слово батарея абсолютно никакого отношения не имеет к одиночным химическим источникам электрического тока.
Данный обзор посвящен гальваническому элементу (батарейке) — химическому источнику электрического тока, основанному на взаимодействии двух металлов и (или) их оксидов в электролите, приводящих к возникновению в замкнутой цепи электрического тока. Мы подробно рассмотрим конструктивные особенности элемента, определимся с классификацией и разберемся, как работает батарейка.
История батарейки — гальванического элемента
Свое название гальванические элементы получили по имени итальянского врача и анатома Луиджи Гальвани (1737 — 1798). Проводя опыты с лягушками, Гальвани заметил, что свежепрепарированная лягушачья лапка, подвешенная на медном крючке к железному стержню, сокращается, когда к ней прикасались железом. Наблюдения были истолкованы им как проявление «животного электричества».
Объясняя это явление позже итальянский физик Александро Вольта установил, что причиной сокращения мышц служит не «животное электричество», а наличие цепи из разных проводников в жидкости. Сама лягушачья лапка играла роль чувствительного прибора.
Александро Вольта создал первый источник тока («Вольтов столб»), который можно было использовать на практике. Этот источник состоял из медных и цинковых пластин, между которыми были проложены кружочки ткани, пропитанные раствором щелочи.
Александро Вольта предложил разделить все проводники на два рода:
Шведский ученый Сванте Аррениус, изучая электропроводимость растворов различных веществ, в 1877 году пришел к выводу, что причиной электропроводимости является наличие в растворе ионов, которые образуются при растворении электролита в воде.
Процесс распада электролита на ионы называется электрической диссоциацией. При диссоциации в воде электролиты диссоциируют на положительно и отрицательно заряженные ионы. Под действием электрического поля, положительно заряженные ионы движутся к отрицательному полюсу источника тока (катоду) и называются катионами, а отрицательно заряженные – к положительному полюсу (аноду) и называются анионами. Таким образом электролиты обладают электронной проводимостью.
Примеры гальванических элементов:
| Название элемента | Отрицательный электрод | Положительный электрод | Электролит |
| Вольтов столб | Цинк | Медь | Раствор щелочи |
| Первый элемент Вольта | Цинк | Медь | Раствор серной кислоты |
| Элемент Даниэля | Цинк | Медь | Раствор сульфата цинка |
| Элемент Грине | Цинк | Угольный стержень | Раствор сульфата меди и бихромата калия |
| Элемент Лекланше | Цинковый цилиндр | Угольный стержень | Раствор нашатыря и оксид марганца |
| Сухой элемент | Цинковый цилиндр | Угольный стержень | Густой клейстер, приготовленный из муки на растворе нашатыря |
Эволюция батарейки — солевой гальванический элемент
Одним из первых гальванических элементов, которым можно было пользоваться вне лабораторий, была конструкция Жоржа Лекланше (1866 год). Она состояла из цинкового анода, катода из диоксида марганца с углем и электролита из хлорида аммония. Со временем элемент Лекланше эволюционировал в солевой (сухой) гальванический элемент следующим образом:
Конструкция сухой батареи:
 | 1 — воздушная прослойка |
| 2 — цинковый стакан | |
| 3 — электролит (NH4CL + ZnCl2) | |
| 4 — смесь графита и MnO2 | |
| 5 — угольный стержень | |
| 6 — защитный корпус |
Как работает сухая батарейка (солевой гальванический элемент)
Рассмотрим процессы, происходящие в сухом элементе. При потреблении тока электроны поступают через внешнюю электрическую цепь с цинкового электрода на угольный стержень. Происходят следующие реакции:
Во время разрядки цинковый стакан растворяется. Во избежание вытекания электролита или продуктов реакции цинковый стакан имеет запас по толщине или окружен железной защитной оболочкой.
Что находится внутри щелочной батарейки
Впервые щелочные (алкалайновые) батарейки выпустила компания Eveready (Energizer) в 1959 году. Ее принципиальное отличие от сухой батарейки — состав электролита и конструкция. Электролит состоит не из соли аммония, как в солевой, а из раствора щелочи (обычно гидроксида калия). Конструкция элемента вывернута наизнанку по сравнению с конструкцией солевого элемента. То есть, если у солевого элемента корпус (-), а центральный токоотвод (+), то у щелочного элемента наоборот, корпус (+), а центральный токоотвод (-).
В солевых элементах при химической реакции расходуются все реагенты, составляющие этот элемент — анод, катод, электролит. А в щелочном элементе при химической реакции расходуется только анод и катод, электролит не расходуется. Поэтому электролита там совсем мало, и освободившееся место электролита заполнено увеличенным количеством анода и катода, что значительно увеличивает электроемкость щелочного элемента.
Типичная щелочная батарея выполнена в форме стального цилиндра, покрытого изолирующей пластиковой оболочкой. Положительный конец батарейки (катод) имеет выступающую наружу поверхность. Отрицательный конец (анод) — плоский. Эти две клеммы батарейки электрически изолированы друг от друга.
| 1 — никелированный стальной стакан |  |
| 2 — латунный токосъемник | |
| 3 — анодная паста | |
| 4 — сепаратор | |
| 5 — катодная паста | |
| 6 — защитная оболочка | |
| 7 — предохранительная мембрана | |
| 8 — прокладка | |
| 9 — стальная тарелка |
Корпус батарейки обычно делается из стали с никелевым покрытием. Внутри находится несколько слоев различных материалов, химические реакции которых создают определенные уровни напряжений и токов:
Как работает батарейка
Рассмотрим как работает электрическая батарейка и какие реакции взаимодействия происходят между ее химическими компонентами:
Пока есть полная цепь между выводами батарейки, химическая реакция будет продолжаться, и электроны будут течь от отрицательного клеммника к положительному. Если разорвать цепь, то химическая реакция прекратится.
Наглядно понять, как работает батарейка и что у нее происходит внутри, можно, ознакомившись с представленной ниже видео демонстрацией.
Как работает батарейка — видео
Химическая реакция в батарейке, к которой подключен потребитель:
Форм-фактор распространенных гальванических элементов
| Название | Напряжение, V | Диаметр, мм | Высота, мм | Стандарт (щелочные/солевые) | |
| ANSI | IEC | ||||
| Пальчиковая | 1,5 | 14,5 | 50,5 | AA | LR6/R6 |
| Мизинчиковая | 1,5 | 10,5 | 44,5 | AAA | LR03/R03 |
| Baby | 1,5 | 26,2 | 50 | C | LR14/R14 |
| Mono | 1,5 | 34,2 | 61,5 | D | LR20/R20 |
| 9 V Bloc, Крона | 9 | 26 × 22 ×67 | 1604D | 6LR61/6F22 | |
| CR2032 (монета) | 3 | 20 | 3,2 | 5004LC | CR2032 |
Подведем итог. Гальванический элемент (батарейка) — это источник электрического тока, основанный на химической реакции двух металлов (или их оксидов). Один из металлов (анод) всегда более активный, чем второй (катод). Анод и катод помещены в токопроводящую среду (электролитом). При соединении концов элемента проводником образуется электрическая цепь, начинает вырабатываться ток, который бежит от анода (-) к катоду (+). Несмотря на то, что реальные переносчики заряда (электроны) перемещаются от «минуса» к «плюсу», принято считать, что ток течет от «плюса» к «минусу» (так исторически сложилось).