Как гальванический элемент был усовершенствован до современного вида

1s 2 s2p 3 s3p 4 s3d 4 p5s 4 d5p 6 s4f 5 d6p 7 s5f 6 d.

Правило Клечковского дает возможность определять электронные структуры как для известных элементов, так и для еще неизвестных трансурановых элементов. Безусловно, основное значение правила Клечковского заключается в его предсказательном характере. Если в соответствии с правилом Клечковского девятнадцатый электрон атома калия находится на 4s-орбитали, то это означает, что энергия электрона на 4s-орбитали меньше, чем энергия его на 3d-орбитали. Однако соотношение энергий электронов на 4s— и 3d-орбиталях в дальнейшем изменяется. Отклонения в строении электронных слоев некоторых атомов в основном состоянии, например ₂₄Сr, ₂₉Сu, ₄₂Мо, ₄₆Рd, ₄₇Аg, ₆₄Gd, ₇₉Au, могут быть объяснены особой устойчивостью наполовину и полностью заполненных орбиталей подуровня. Так, у d-орбиталей устойчивыми конфигурациями являются d 5 и d 10 , а у f-орбиталей – f 7 и f 14 .

Заполнение электронами уровней и подуровней
в атомах по правилу Клечковского

Атомные и ионные радиусы

Размеры атомов и ионов определяются размерами электронной оболочки. Но по квантово-механическим представлениям электронная оболочка не имеет строго определенных границ. За радиус свободного атома (иона) можно принять теоретически рассчитанное положение главного максимума плотности внешних электронных облаков. Это так называемый орбитальный радиус атома (иона). Практически используют вычисленные по экспериментальным данным значения радиусов атомов и ионов, находящихся в соединении. Различают ковалентные и металлические радиусы атомов.

Зависимость атомных и ионных радиусов от атомного номера элементов носит периодический характер. В периодах радиусы по мере увеличения заряда ядра в общем уменьшаются. Наибольшее уменьшение наблюдается у элементов малых периодов, т.к. у них заполняется внешний электронный слой. В больших периодах в семействах d— и f-элементов наблюдается менее резкое уменьшение радиусов, т.к. заполнение орбиталей электронами происходит в предвнешнем слое. В подгруппах элементов радиусы атомов и однотипных ионов в общем увеличиваются.

Характеристика хрома

Название элемента хром происходит от греч. chroma (цвет, краска) – по яркой и разнообразной окраске соединений (красные, желтые, зеленые). Серебристый металл хром открыт Л.Вокленом в 1797 г. Он прокалил Сr₂O₃ с углем и выделил тугоплавкий металл:

А оксид Сr₂O₃ впервые был получен из минерала крокоита PbCrO₄, найденного за 30 лет до этого на Урале вблизи Екатеринбурга. Современный способ получения чистого хрома отличается только видом восстановителя. Процесс хромирования был разработан в 1920-х гг.

Физические свойства. Хром – белый блестящий металл, tпл = 1890 °С.

На воздухе хром покрывается оксидной пленкой, которая предохраняет его от разрушения.

Химические свойства. На холоде хром инертен. При нагревании он реагирует с неметаллами О₂, N₂, C, S, галогенами, растворяется в кислотах НCl и H₂SO₄.

Применение. В качестве защитного покрытия (например, железных изделий), добавка к стали придает ей большую твердость и прочность, сплав Сr, Ni и Fe (нихром) обладает большим электрическим сопротивлением.

2-й проект.
Гальванические пары

Из истории гальванического элемента

Впервые гальванический элемент был создан итальянским физиком А.Вольта (1745–1827). Он выглядел совсем иначе, чем современные батарейки, и называли его вольтовым столбом, или батареей – соединением нескольких гальванических элементов. Вольта брал серебряные или медные кружочки, а между ними помещал картонные, пропитанные раствором гидроксида калия. Чтобы получить большее напряжение, Вольта укладывал такие элементы друг над другом в столбик. К концам подводил металлические проводники. В результате он получил источник электрического тока.

С тех пор гальванические элементы претерпели изменения и были усовершенствованы, а ученые изучили процессы, происходящие в гальваническом элементе.

Принцип работы гальванического элемента

Простой гальванический элемент, созданный в 1836 г. Дж.Даниелем, состоит из двух электродов: цинкового, погруженного в водный раствор сульфата цинка, и медного, погруженного в водный раствор сульфата меди(II). При замкнутой внешней цепи атомы цинка на поверхности цинкового электрода окисляются до ионов с высвобождением электронов:

Zn = Zn 2+ + 2e.

Эти электроны перемещаются по внешней цепи на медный электрод и восстанавливают ионы меди до атомов:

Cu 2+ + 2e = Cu.

Поток электронов во внешней цепи – это и есть ток, вырабатываемый элементом. Суммарная реакция генерации электрической энергии имеет вид:

Таким образом, цинк постепенно растворяется, а медь оседает на катоде. В результате химической реакции между цинком и сульфатом меди(II) происходит передвижение электронов, т.е. возникновение постоянного электрического тока. Энергия химической реакции создает электродвижущую силу (ЭДС) гальванического элемента, т.е. химическая энергия преобразуется в электрическую. Точно такая же химическая реакция протекает при добавлении металлического цинка в раствор сульфата меди(II), но в этом случае химическая энергия переходит в тепловую.

Электрод, на котором осуществляется окисление, называется анодом, а электрод, на котором происходит восстановление, – катодом.

Взаимосвязь металлов в растворах солей видна в проведенном нами опыте «Гальванические пары». Железный гвоздь ржавеет активнее в паре с медной пластиной, чем в паре с цинковой пластиной (рис. 1).

Рис. 1.
Выполнение опыта «Гальванические пары»

Зависимость ЭДС от вида элемента

На представленной модели (рис. 2) вы сможете увидеть, как зависит ЭДС гальванического элемента от материалов, из которых сделаны электроды. Выбор материалов осуществляется нажатием одной из кнопок, соответствующих первому или второму электроду. Рядом с каждой из кнопок приведены восстановленная и окисленная формы данного вещества, которые возникают в реакциях, происходящих в гальваническом элементе.

Рис. 2.
Модель гальванического элемента

Обратите внимание на то, что тот электрод, у которого стандартный потенциал больше (т.е. он труднее окисляется), выступает в гальваническом элементе положительным полюсом, а тот, у которого потенциал меньше, отдает электроны и является «минусом» (рис. 3).

Рис. 3.
Медно-цинковый гальванический элемент (а)
и схема его работы (б)

ЭДС гальванического элемента с одинаковыми электродами и равными концентрациями (активностями) ионов в растворе равен нулю. В модели это подтверждается нулевым напряжением на вольтметре в цепи такого элемента. В левом нижнем углу модели (см. рис. 2) находится схема расчета ЭДС гальванического элемента. Она равна разности стандартных потенциалов электродов. Стандартным потенциалом в свою очередь называют ЭДС гальванического элемента, один из электродов которого сделан из исследуемого материала, а второй представляет собой омываемый газообразным водородом платиновый электрод (стандартный водородный электрод). Тогда ЭДС нашего элемента может быть вычислена как алгебраическая сумма ЭДС двух гальванических элементов, последовательно соединенных между собой.

Гальванотехника

К гальванотехнике относится гальваностегия и гальванопластика.

Способ нанесения покрытий называется гальваностегией. На практике гальванические покрытия на металлах применяют прежде всего для защиты от коррозии и для получения зеркального блеска. Цинкование, хромирование, никелирование, лужение (оловом), меднение – это все названия отдельных видов гальваностегии в зависимости от природы металла, используемого для покрытий. Некоторые покрытия делают специально для того, чтобы улучшить внешний вид изделий (хромирование, золочение), повысить их прочность, твердость, улучшить отражательную способность и т.д.

Чтобы покрыть железо медью или никелем, необходимо сначала тщательно очистить поверхность предмета. Для этого отполируем ее отмученным мелом и последовательно обезжирим разбавленным раствором едкого натра, водой и спиртом. Если предмет покрыт ржавчиной, надо протравить его заранее в 10–15%-м растворе серной кислоты.

Очищенное изделие подвесим в электролитической ванне (маленький аквариум или химический стакан), где оно будет служить в качестве катода.

Раствор для нанесения медного покрытия содержит в 1 л воды 250 г сульфата меди и 80–100 г концентрированной серной кислоты (осторожно!). В данном случае анодом будет служить медная пластинка. Поверхность анода должна быть примерно равна поверхности покрываемого предмета. Поэтому надо всегда следить, чтобы медный анод висел в ванне на такой же глубине, как и катод.

Обратим внимание на то, что плоскость анода и покрываемая поверхность должны быть параллельны друг другу. Предметы сложной формы лучше не использовать. Варьируя длительность электролиза, можно получать медное покрытие разной толщины.

Часто прибегают к предварительному меднению для того, чтобы на этот слой нанести прочное покрытие из другого металла. Особенно часто это применяется при хромировании железа, никелировании цинкового литья и в других случаях. Правда, для этой цели используют очень ядовитые цианидные электролиты.

Никелевые и хромовые ванны лучше всего слегка подогреть (примерно до 35 °С). Следует иметь в виду, что электролиты для хромирования, особенно при длительном процессе и высокой силе тока, выделяют содержащие хромовую кислоту пары, которые очень вредны для здоровья. Поэтому хромирование следует проводить под тягой или на открытом воздухе, например на балконе.

Гальванопластикой называются процессы получения точных металлических копий с рельефных предметов электроосаждением металла. Путем гальванопластики изготавливают матрицы для прессования различных изделий (граммофонных пластинок, пуговиц и др.), матрицы для тиснения кожи и бумаги, печатные радиотехнические схемы, типографские клише. Гальванопластику открыл русский ученый Б.С.Якоби в 30-х гг. XIX в.

К гальванотехнике относятся также другие виды электрохимической обработки поверхности металлов: электрополирование стали, оксидирование алюминия, магния. Последнее представляет собой анодную обработку металла, в ходе которой определенным образом изменяется структура оксидной пленки на его поверхности. Это приводит к повышению коррозийной стойкости металла. Кроме того, металл приобретает при этом красивый внешний вид.

(Из материалов ЕГЭ по химии по теме
«Окислительно-восстановительные реакции. Электролиз»)

азотистая кислота выступает как:

в) окислитель и восстановитель одновременно;

г) сильная кислота.

2. Окислитель в реакции:

а) увеличивает свою степень окисления;

б) принимает электроны;

г) отдает электроны.

3. В реакции

оксид азота(IV) действует как:

в) окислитель и восстановитель одновременно;

г) несолеобразующий оксид.

4. Электролиз раствора йодида калия описывается уравнением:

б) KI + H₂O = HI + KOH;

5. При электролизе раствора хлорида калия среда вблизи катода:

а) щелочная; б) кислотная;

в) нейтральная; г) соленая.

Ответы на задания теста

1 – а; 2 – б; 3 – в; 4 – г; 5 – б.

Заключение по уроку

Дается оценка проектам учащимися по критериям:

• сложность;

• зрелищность;

• яркое и доступное преподнесение подготовленного проекта;

• познавательность.

Литература

Погодин А. Благородные металлы. М.: Знание, 1979; Венецкий С.И. В мире металлов.
М.: Металлургия, 1988; Венецкий С.И. О редких и рассеянных. Рассказы о металлах.
М.: Металлургия, 1981.

Гальванические элементы — устройство, принцип работы, виды и основные характеристики

Предпосылки к появлению гальванических элементов. Немного истории. В 1786 году итальянский профессор медицины, физиолог Луиджи Алоизио Гальвани обнаружил интересное явление: мышцы задних лапок свежевскрытого трупика лягушки, подвешенного на медных крючках, сокращались, когда ученый прикасался к ним стальным скальпелем. Гальвани тут же сделал вывод, что это — проявление «животного электричества».

После смерти Гальвани, его современник Алессандро Вольта, будучи химиком и физиком, опишет и публично продемонстрирует более реальный механизм возникновения электрического тока при контакте разных металлов.

Вольта, после серии экспериментов, придет к однозначному выводу о том, что ток появляется в цепи из-за наличия в ней двух проводников из разных металлов, помещенных в жидкость, и это вовсе не «животное электричество», как думал Гальвани. Подергивание лапок лягушки было следствием действия тока, возникающего при контакте разных металлов (медные крючки и стальной скальпель).

Вольта покажет те же явления, которые демонстрировал Гальвани на мертвой лягушке, но на совершенно неживом самодельном электрометре, и даст в 1800 году точное объяснение возникновению тока: «проводник второго класса (жидкий) находится в середине и соприкасается с двумя проводниками первого класса из двух различных металлов… Вследствие этого возникает электрический ток того или иного направления».

В одном из первых экспериментов Вольта опустил в банку с кислотой две пластинки — цинковую и медную — и соединил их проволокой. После этого цинковая пластина начала растворяться, а на медной стали выделяться пузырьки газа. Вольта предположил и доказал, что по проволоке протекает электрический ток.

Так был изобретён «элемент Вольта» — первый гальванический элемент. Для удобства Вольта придал ему форму вертикального цилиндра (столба), состоящего из соединённых между собой колец цинка, меди и сукна, пропитанных кислотой. Вольтов столб высотою в полметра создавал напряжение, чувствительное для человека.

Поскольку начало исследованиям положил Луиджи Гальвани, то и название химического источника тока сохранило память о нем в своем названии.

Гальванический элемент — это химический источник электрического тока, основанный на взаимодействии двух металлов и/или их оксидов в электролите, приводящем к возникновению в замкнутой цепи электрического тока. Таким образом, в гальванических элементах химическая энергия переходит в электрическую.

Гальванические элементы сегодня

Гальванические элементы сегодня называют батарейками. Широко распространены три типа батареек: солевые (сухие), щелочные (их называют еще алкалиновыми, «alkaline» в переводе с английского — «щелочной») и литиевые. Принцип их работы — все тот же, описанный Вольта в 1800 году: два металла взаимодействуют через электролит, и во внешней замкнутой цепи возникает электрический ток.

Напряжение батарейки зависит как от используемых металлов, так и от количества элементов в «батарейке». Батарейки, в отличие от аккумуляторов, не способны к восстановлению своих свойств, поскольку в них происходит прямое преобразование энергии химической, то есть энергии составляющих батарейку реагентов (восстановителя и окислителя), в энергию электрическую.

Входящие в батарейку реагенты, в процессе ее работы расходуются, ток при этом постепенно уменьшается, поэтому действие источника заканчивается после того как реагенты прореагируют полностью.

Щелочные и солевые элементы (батарейки) широко применяются для питания разнообразных электронных устройств, радиоаппаратуры, игрушек, а литиевые чаще всего можно встретить в портативных медицинских приборах типа глюкометров или в цифровой технике вроде фотоаппаратов.

Солевые батарейки

Марганцево-цинковые элементы, которые называют солевыми батарейками — это «сухие» гальванические элементы, внутри которых нет жидкого раствора электролита.

Цинковый электрод (+) — это катод в форме стакана, а анодом служит порошкообразная смесь из диоксида марганца с графитом. Ток течет через графитовый стержень. В качестве электролита используется паста из раствора хлорида аммония с добавлением крахмала или муки для загущения, чтобы ничего не текло.

Обычно производители батареек не указывают точный состав солевых элементов, тем не менее, солевые батарейки являются самыми дешевыми, их обычно используют в тех устройствах, где энергопотребление крайне низко: в часах, в пультах дистанционного управления, в электронных термометрах и т. п.

Понятие «номинальная емкость» редко употребляется для характеристики марганцево-цинковых батареек, так как их емкость сильно зависит от режимов и условий эксплуатации. Основными недостатками этих элементов являются значительная скорость снижения напряжения на всем протяжении разряда и значительное уменьшение отдаваемой емкости при увеличении тока разряда. Конечное разрядное напряжение устанавливают в зависимости от нагрузки в интервале 0,7-1,0 В.

Важна не только величина тока разряда, но и временной график нагрузки. При прерывистом разряде большими и средними токами работоспособность батареек заметно увеличивается по сравнению с непрерывным режимом работы. Однако при малых разрядных токах и многомесячных перерывах в работе емкость их может снижаться в следствии саморазряда.

Выше на графике изображены разрядные кривые для средней солевой батарейки за 4, 10, 20 и 40 часов для сравнения с щелочной, о которой речь пойдет далее.

Щелочные (алкалиновые) батарейки

Щелочной элемент питания — марганцево-цинковый гальванический элемент питания, в котором в качестве катода используется диоксид марганца, в качестве анода — порошкообразный цинк, а в качестве электролита — раствор щёлочи, обычно в виде пасты гидроксида калия.

Эти батарейки обладают целым рядом преимуществ (в частности, существенно большей ёмкостью, лучшей работой при низких температурах и при больших токах нагрузки).

Щелочные батарейки, в сравнении с солевыми, могут обеспечивать больший ток в течение длительного времени. Больший ток становится возможным, поскольку цинк здесь используется не в виде стакана, а в виде порошка, обладающего большей площадью соприкосновения с электролитом. В качестве электролита применяется гидрооксид калия в виде пасты.

Именно благодаря способности данного вида гальванических элементов в течение длительного времени отдавать значительный ток (до 1 A), щелочные батарейки наиболее распространены в настоящее время.

В электрических игрушках, в портативной медицинской технике, в электронных приборах, в фотоаппаратах — всюду применяются щелочные батарейки. Они служат в 1,5 раза дольше солевых, если разряд идет малым током. На графике изображены разрядные кривые при различных токах для сравнения с солевой батарейкой (график был приведен выше) за 4, 10, 20 и 40 часов.

Литиевые батарейки

Еще одним достаточно распространенным видом гальванических элементов являются литиевые батарейки — одиночные неперезаряжаемые гальванические элементы, в которых в качестве анода используется литий или его соединения. Благодаря использованию щелочного металла они обладают высокой разностью потенциалов.

Катод и электролит литиевого элемента могут быть очень разными, поэтому термин «литиевый элемент» объединяет группу элементов с одинаковым материалом анода. В качестве катода могут использоваться например: диоксид марганца, монофторид углерода, пирит, тионилхлорид и др.

Литиевые батарейки отличается от других элементов питания высокой продолжительностью работы и высокой стоимостью. В зависимости от выбранного типоразмера и используемых химических материалов, литиевый элемент питания может производить напряжение от 1,5 В (совместим с щелочными батареями) до 3,7 В.

Эти элементы питания обладают наивысшей емкостью на единицу массы и длительным временем хранения. Литиевые элементы широко применяются в современной портативной электронной технике: для питания часов на материнских платах компьютеров, для питания портативных медицинских приборов, наручных часов, калькуляторов, в фототехнике и т. д.

На графике выше приведены разрядные кривые для двух литиевых батареек от двух популярных производителей. Начальный ток составлял 120 мА (на резистор порядка 24 Ома).

• Практическое применение электролиза
• Как работают время-токовые характеристики автоматических выключателей и предохранителей
• Короткозамкнутый и фазный ротор — в чем различие

Надеюсь, что эта статья была для вас полезной. Смотрите также другие статьи в категории Электрическая энергия в быту и на производстве » В помощь начинающим электрикам

Подписывайтесь на наш канал в Telegram: Домашняя электрика

Поделитесь этой статьей с друзьями:

Гальванические элементы. Виды и устройство. Работа и особенности

В первых опытах ученых в емкость с кислотой опускали две металлические пластины: медную и цинковую. Пластины соединяли проводником, после чего на медной пластине появлялись газовые пузырьки, а цинковая пластина стала растворяться. Было доказано, что по проводнику проходит электрический ток. Это исследование начинал итальянский ученый Гальвани, от него и получили название гальванические элементы.

После этого ученый Вольта разработал цилиндрическую форму этого элемента в виде вертикального столбика, включающего в себя набор колец меди, цинка и сукна, соединенных друг с другом, и пропитанных кислотой. Разработанный Вольтом вертикальный элемент полуметровой высоты вырабатывал напряжение, которое мог почувствовать человек.

Гальванические элементы — это источники электрической энергии, вырабатывающие электрический ток методом химического взаимодействия двух металлов в электролите. Химическая энергия в гальванических элементах преобразуется в электрический ток.

Виды и особенности устройства

Гальванические элементы широко используются для питания разных электронных устройств, приборов, цифровой техники и делятся на три основных вида:

1. Солевые.
2. Щелочные.
3. Литиевые.

Солевые батарейки

Такие батарейки относятся к марганцево-цинковым элементам питания, и являются наиболее применяемыми в настоящее время.

Достоинствами солевых батареек являются:

• Приемлемые электрические параметры для многих областей использования.
• Удобство применения.
• Малая цена ввиду небольших расходов на изготовление.
• Простая технология изготовления.
• Дешевое и доступное сырье.

Длительное время этот вид батареек является наиболее популярным, благодаря соотношению качества и цены. Однако в последние годы заводы изготовители уменьшают производство солевых гальванических элементов, и даже отказываются от выпуска, так как требования к источникам питания повышаются производителями электронной техники.

Недостатками солевых батареек являются:

• Малый срок хранения, не более 2-х лет.
• Резкое падение свойств при снижении температуры.
• Резкое уменьшение емкости при повышении рабочего тока до эксплуатационных значений современных потребителей.
• Быстрое уменьшение напряжения во время работы.

Солевые гальванические элементы в конце своего разряда могут потечь, что связано с вытеканием электролита из-за увеличения объема положительного электрода, который выдавливает электролит. Активная масса плюсового электрода состоит из диоксида марганца и электролита. Сажа и графит, добавленный в активную смесь, повышают электропроводность активной смеси. Их доля равна от 8 до 20% в зависимости от марки батарейки. Для увеличения срока работы окислителя активную смесь насыщают электролитом.

Минусовой электрод изготавливают из очищенного цинка, устойчивого к коррозии. В нем остается небольшая доля кадмия или свинца, являющегося ингибиторами коррозии. Раньше в батарейках в качестве электролита использовали хлорид аммония. Он участвует в реакции образования тока, создает проходимость ионов. Но такой электролит не показал хороших результатов, и его заменили хлоридом цинка с примесями хлорида кальция. Марганцево-кислые элементы работают дольше, и показывают лучшие результаты при пониженных температурах.

В солевых гальванических элементах отрицательным полюсом является цинковый корпус 7. Плюсовой электрод 6 изготовлен из активной прессованной массы, пропитанной электролитом. По центру этой массы находится угольный стержень 5, обработанный парафином для удержания влаги в электролите. Верхняя часть стержня закрыта металлическим колпаком. В сепараторе 4 находится густой электролит. В газовую камеру 1 поступают газы, образованные при работе батарейки. Сверху батарейку закрывают прокладкой 3. Весь гальванический элемент заключают в футляр 2, выполненный из картона или фольги.

Щелочные батарейки

Щелочные элементы питания появились в середине прошлого века. В них в качестве окислителя выступает диоксид марганца, а в качестве восстановителя порошковый цинк. Это дает возможность увеличить поверхность. Для предохранения от коррозии раньше применялось амальгамирование. Но после запрета на ртуть используют очищенные цинковые порошки с добавлением других металлов и ингибиторов коррозии.

Активным веществом анода щелочной (алкалиновой) батарейки стал очищенный цинк в виде порошка с добавлением алюминия, индия или свинца. Активная смесь катода включает в себя диоксид марганца, ацетиленовую сажу или графит. Электролит алкалиновых батареек состоит из едкого натра или калия с добавлением оксида цинка.

Порошковый анод позволяет значительно повысить использование активной смеси, в отличие от солевых батареек. Алкалиновые батарейки обладают значительно большей емкостью, чем солевые, при равных габаритных размерах. Они хорошо себя показали в работе на морозе.

Особенностью устройства алкалиновых элементов является порошковый цинк, поэтому вместо цинкового стакана используют стальной корпус для положительного вывода. Активная смесь положительного электрода находится возле внутренней стенки стального корпуса. В алкалиновой батарейке есть возможность разместить больше активной смеси положительного электрода, в отличие от солевой.

В активную смесь вставляется целлофановый сепаратор, смоченный электролитом. По центру батарейки проходит латунный отрицательный электрод. Остальной объем между сепаратором и отрицательным токоотводом заполняется анодной пастой в виде порошкового цинка, пропитанного густым электролитом. Обычно в качестве электролита используют щелочь, насыщенную специальными соединениями цинка. Это дает возможность предотвратить потребление щелочи в начале работы элемента, и снизить коррозию. Масса щелочных батареек выше солевых из-за стального корпуса и большей плотности активной смеси.

По многим основным параметрам алкалиновые гальванические элементы превосходят солевые элементы. Поэтому в настоящее время увеличивается объем производства щелочных батареек.

Литиевые элементы питания

Литиевые гальванические элементы применяются в различных современных устройствах. Они выпускаются различных типоразмеров и видов.

Существуют литиевые батарейки и литиевые аккумуляторы, имеющие между собой большие отличия. Батарейки имеют в составе твердый органический электролит, в отличие от других видов элементов. Литиевые элементы используются в местах, где требуются средние и малые токи разряда, стабильное рабочее напряжение. Литиевый аккумулятор можно перезаряжать определенное количество раз, а батарейки не предназначены для этого, и используются только один раз. Их запрещается вскрывать или перезаряжать.

Основные требования к производству:

• Надежная герметизация корпуса. Нельзя допускать утечки электролита и проникновения внутрь других веществ из внешней среды. Нарушение герметичности приводит к их возгоранию, так как литий является высоко активным элементом. Гальванические элементы с нарушенной герметичностью не годятся для эксплуатации.
• Изготовление должно проходить в герметичных помещениях с аргоновой атмосферой и контролем влажности.

Форма литиевых аккумуляторов бывает цилиндрической, дисковой или призматической. Габариты практически не отличаются от других видов батареек.

Область использования

Литиевые гальванические элементы обладают более длительным сроком работы, по сравнению с другими элементами. Область применения очень широка:

• Космическая промышленность.
• Авиационное производство.
• Оборонная промышленность.
• Детские игрушки.
• Медицинская техника.
• Компьютеры.
• Фото- и видеокамеры.

Преимущества

• Широкий интервал рабочих температур.
• Компактные размеры и масса.
• Длительная эксплуатация.
• Стабильные параметры в различных условиях.
• Большая емкость.

Недостатки

• Возможность внезапного возгорания при несоблюдении правил пользования.
• Высокая цена, по сравнению с другими видами батареек.

Принцип работы

Действие гальванических элементов основано на том, что два разных металла в среде электролита взаимодействуют между собой, в результате чего во внешней цепи образуется электрический ток.

Такие химические элементы сегодня называют батарейками. Величина напряжения батарейки зависит от применяемых видов металлов и от числа элементов, находящихся в ней. Все устройство батарейки расположено в металлическом цилиндре. Электроды представляют собой металлические сетки с напылением восстановителя и окислителя.

Батарейки не могут восстанавливать утраченные свойства, так как в них осуществляется прямое преобразование химической энергии окислителя и восстановителя в электрическую. Химические реагенты при функционировании батарейки постепенно расходуются, а электрический ток уменьшается.

Отрицательный вывод батарейки выполнен из цинка или лития, он теряет электроны и является восстановителем. Другой положительный вывод играет роль окислителя, его изготавливают из оксида магния или солей металлов. Состав электролита в обычных условиях не пропускает через себя электрический ток. При замыкании электрической цепи начинается распад электролита на ионы, что обуславливает появление его электрической проводимости. Электролит состоит чаще всего из раствора кислоты или солей натрия и калия.

Похожие темы:

• Топливные элементы. Электрохимические генераторы. Применение
• Химические источники тока. Виды и особенности. Устройство и работа
• Гибкие аккумуляторные батареи. Технологии будущего и применение
• Аккумуляторные батареи. Виды и устройство. Применение
• Солнечные аккумуляторы (Аккумуляторы для солнечных батарей). Виды
• Литий-полимерные аккумуляторы. Виды и устройство. Плюсы и минусы
• Литий-ионные аккумуляторы. Устройство и виды. Работа и применение
• Окна батареи. Прозрачные солнечные батареи. Работа и применение
• Водород и энергия. Свойства и применение. Особенности
• Замбониев столб. Устройство и применение. Особенности
• Накопители энергии. Виды и применение. Особенности