Alkalin pil, çinko ve (Zn / MnO2) arasındaki reaksiyona bağlı olarak birincil pil türüdür.
Başka tür alkalin piller, özel olarak tasarlanmış hücrelerin tekrar kullanılmasına olanak tanıyan ikincil şarj edilebilir alkalin pillerdir.
Leclanché veya çinko klorür türlerinin çinko-karbon pilleri ile karşılaştırıldığında, alkalin piller aynı gerilimle daha yüksek bir enerji yoğunluğuna ve daha uzun bir raf ömrüne sahiptir.
Alkalin pil, çinko-karbon pillerin asitli amonyum klorürü veya elektroliti yerine, potasyum hidroksitin alkalin bir elektrolitine sahip olduğu için adını alır. Diğer pil sistemleri de alkalin elektrolitleri kullanır, ancak elektrotlar için farklı aktif maddeler kullanırlar.
Alkalin piller; ABD'de üretilen pillerin %80'ini, dünya çapında 10 milyarın üzerinde üretilen tek tek üniteyi oluşturmaktadır. Japonya'da alkalin piller tüm birincil pil satışlarının %46'sını oluşturuyor. İsviçre'de alkalin piller %68, İngiltere'de %60 ve AB'de ikincil ürünler de dahil olmak üzere tüm pil satışlarının %47'sini oluşturmaktadır.
Alkalin piller MP3 çalarlar, CD çalarlar, dijital kameralar, çağrı cihazları, oyuncaklar, ışıklar ve radyolar gibi birçok ev eşyasında kullanılır.
Tarihi
Asitten (alkali değil) alkali olan piller ilk olarak 1899'da Waldemar Jungner tarafından geliştirildi ve 1901'de Thomas Edison tarafından bağımsız olarak çalıştı. Çinko / manganez dioksit kimyasını kullanan modern alkalin pil, 1950'lerde Kanadalı mühendis tarafından icat edildi. Cleveland, OH'deki Union Carbide'ın Eveready Pil bölümü için çalışırken Edison'un daha önceki çalışması üzerine kuruldu. 9 Ekim 1957'de Urry, Karl Kordesch ve P.A. Marsal, alkalin pil için ABD patenti (2.960.558) yayınladı. 1960'ta verildi ve Union Carbide Corporation'a atandı.
1960'ların sonunda piyasaya sürüldüğünde; alkalin piller, çinko anottaki yan reaksiyonları kontrol etmek için az miktarda toksik cıva amalgamı içeriyordu. Cıva içeriği kanunla azaltılır ve malzemelerin saflık ve tutarlılık düzeyinde iyileşmeler ile üreticiler modern hücrelerdeki cıva içeriğini azalttı.
Kimyası
Alkali bir pilde, negatif elektrot çinko, pozitif elektrot ise manganez dioksittir. Potasyum hidroksitin alkalin elektroliti reaksiyonun bir parçası değildir, sadece çinko ve mangan dioksit deşarj sırasında tüketilir. Potasyum hidroksitin alkali elektroliti kalır, zira eşit miktarlarda OH tüketilir.
Yarı reaksiyonlar şunlardır:
Zn (katı) + 2OH- (sulu) → ZnO (s) + H2O (l) +2e- [Eoxidation° = +1.28 V]
2MnO2 (katı) + H2O (sıvı) +2e-→ Mn203 (katı) +2OH- (sulu) [İndirgeme ° = +0.15 V]
Genel reaksiyon:
Zn (katı) + 2MnO2 (katı) ⇌ ZnO (katı) + Mn203 (katı) [e ° = +1.43 V]
Kapasite
Pilin voltajı kullanım sırasında sürekli azalır, dolayısıyla toplam kullanılabilir kapasite uygulamanın kesme voltajına bağlıdır. Bir alkalin pilin kapasitesi eşit büyüklükte bir veya çinko klorür hücresinden daha büyüktür, çünkü manganez dioksit daha saf ve daha yoğundur ve elektrotlar gibi iç bileşenlerin aldığı alan daha azdır. Bir alkalin pil üç ila beş kat kapasite sağlayabilir.
Alkalin pilin kapasitesi büyük ölçüde yüke bağlıdır. AA boyutlu alkalin pil, az güç tüketiminde 3000 mAh etkin kapasitesinde olabilir ancak dijital kameraların genellikle 1 amperlik yükünde kapasite 700 mAh’e kadar düşebilir.
Leclanché pillerinden farklı olarak, alkalin pil, aralıklı veya sürekli hafif yüklerde yaklaşık olarak aynı kapasiteyi sağlar. Ağır bir yükte aralıklı deşarj ile karşılaştırıldığında sürekli deşarjda kapasite azalır, ancak azalma Leclanché pillerinden daha düşüktür.
Yeni alkalin hücrenin üreticinin standartlarına göre 1,5 V'dir. Bununla birlikte, boşaltılmamış bir alkalin pilin etkin sıfır yük voltajı, kullanılan manganez dioksitin saflığına ve kullanılan saf metalin pürüzüne bağlı olarak 1.50 V ila 1.65 V arasında değişir. Yük altındaki ortalama voltaj deşarj seviyesine ve çekilen akımın miktarına bağlı olarak 1.1 V ila 1.3 V arasında değişir. Tamamen boşalmış olan hücrenin gerilim 0.8 V ila 1.0 V aralığında hâlâ geride kalır.
Voltaj
Taze bir alkalin pilin üretici standartlarına göre belirlenen nominal voltajı 1,5 V'dur. Yeni alkalin pilin gerçek sıfır yük voltajı, kullanılan manganez dioksitin saflığına ve elektrolitteki çinko oksit içeriğine bağlı olarak 1,50 ila 1,65 V arasında değişir. Yüke iletilen voltaj, çekilen akım arttıkça ve pil boşaldıkça azalır. Gerilim yaklaşık 0,9 V'a düştüğünde pilin tamamen boşaldığı kabul edilir. Seri olarak bağlanan piller, her bir pilin voltajlarının toplamına eşit voltaj üretir (örneğin üç pil yeniyken yaklaşık 4.5 V üretir).
Kapasite | 100% | 90% | 80% | 70% | 60% | 50% | 40% | 30% | 20% | 10% | 0% |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Sıfır-yük | 1.59 | 1.44 | 1.38 | 1.34 | 1.32 | 1.30 | 1.28 | 1.26 | 1.23 | 1.20 | 1.10 |
330 mW | 1.49 | 1.35 | 1.27 | 1.20 | 1.16 | 1.12 | 1.10 | 1.08 | 1.04 | 0.98 | 0.62 |
Akım
Bir alkalin pilin verebileceği elektrik akım miktarı kabaca pilin fiziksel boyutuyla orantılıdır. Bu, pilin iç yüzey alanı arttıkça iç direncin azalmasının sonucudur. Temel kural, AA alkalin pilin önemli bir ısınma olmadan 700 mA verebilmesidir. C ve D pilleri gibi daha büyük piller daha çok akım verebilir. Güçlü taşınabilir ses ekipmanı gibi birkaç amper akım gerektiren uygulamalar, artan yükü kaldırabilmek için D boyutlu pillere gerek duyar.
Karşılaştırıldığında, Lityum-iyon ve Ni-MH piller standart AA boyutunda 2 amper akımı kolaylıkla verebilir.
Yapısı
Alkalin piller çinko-karbon pilleri ile değiştirilebilen standart silindir biçiminde ve düğme biçiminde üretilmektedir. El fenerleri ve 9 volt transistör-radyo batarya ile birlikte satılanlar gibi birkaç bireysel hücre, gerçek bir "pil" oluşturmak üzere birbirine bağlanabilir.
Silindirik bir hücre, katot bağlantısı olan çizilmiş bir paslanmaz çelik kutu içinde bulunur. Pozitif elektrot karışımı, artan iletkenlik için eklenen karbon tozu ile manganez dioksitten oluşan sıkıştırılmış bir macundur. Macun kutuya bastırılabilir veya önceden kalıplanmış halkalar şeklinde depolanabilir. Katodun içi boş merkezi, elektrot malzemelerinin temasını ve hücrenin kısa devresini önleyen bir ayırıcı ile kaplanmıştır. Ayırıcı dokumasız bir selüloz katından veya sentetik bir polimerden yapılır. Ayırıcı, iyonları iletmeli ve yüksek alkali elektrolit çözeltisinde kararlı kalmalıdır.
Negatif elektrot, potasyum hidroksit elektroliti içeren bir jel içinde bir çinko tozu dağılımından oluşur. Çinko tozu, metal kutuya kıyasla, kimyasal reaksiyonların gerçekleşmesi için daha fazla yüzey alanı sağlar. Bu, hücrenin dahili direncini düşürür. Ömrünün sonunda hücrenin gazlanmasını önlemek için, tüm çinko ile reaksiyona girmek için gerekli olandan daha fazla manganez dioksit kullanılır. Ayrıca, sızdırmazlığı artırmak için genellikle plastikten yapılmış conta eklenmiştir.
Alüminyum folyo, batarya imalatının son işlemi olarak, bir dekorasyon olarak sarılır ve bataryanın koruma özelliğini geliştirir.
AAA, AA, C, alt C ve D boyut hücrelerini tanımlarken, negatif elektrot düz uca, pozitif terminal ise yükseltilmiş düğme ile son bulur. Bu genellikle düğme hücrelerinde tersine döner, düz uçlu silindirik kutu pozitif terminal olur.
Kaynakça
- ^ (PDF). 12 Mart 2006 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 12 Mart 2006.
- ^ . 16 Nisan 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Nisan 2017.
- ^ . 20 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Nisan 2017.
- ^ . 8 Ekim 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Nisan 2017.
- ^ (PDF). 7 Ekim 2011 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. Erişim tarihi: 7 Ekim 2011.
- ^ . 6 Aralık 2010 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 6 Aralık 2010.
- ^ . 29 Kasım 2014 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 16 Nisan 2017.
- ^ "... the capacity of a battery generally decreases with increasing discharge current."
- ^
- ^ SK Loo and Keith Keller (Aug 2004). "Single-cell Battery Discharge Characteristics Using the TPS61070 Boost Converter" (PDF). Texas Instruments. 30 Mart 2017 tarihinde kaynağından (PDF). Erişim tarihi: 27 Ocak 2024.
- ^ "Discharge tests of Alkaline AA batteries 100mA to 2A". 9 Kasım 2023 tarihinde kaynağından . Erişim tarihi: 27 Ocak 2024.
wikipedia, wiki, viki, vikipedia, oku, kitap, kütüphane, kütübhane, ara, ara bul, bul, herşey, ne arasanız burada,hikayeler, makale, kitaplar, öğren, wiki, bilgi, tarih, yukle, izle, telefon için, turk, türk, türkçe, turkce, nasıl yapılır, ne demek, nasıl, yapmak, yapılır, indir, ücretsiz, ücretsiz indir, bedava, bedava indir, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, resim, müzik, şarkı, film, film, oyun, oyunlar, mobil, cep telefonu, telefon, android, ios, apple, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, pc, web, computer, bilgisayar
Alkalin pil cinko ve Zn MnO2 arasindaki reaksiyona bagli olarak birincil pil turudur Baska tur alkalin piller ozel olarak tasarlanmis hucrelerin tekrar kullanilmasina olanak taniyan ikincil sarj edilebilir alkalin pillerdir Leclanche veya cinko klorur turlerinin cinko karbon pilleri ile karsilastirildiginda alkalin piller ayni gerilimle daha yuksek bir enerji yogunluguna ve daha uzun bir raf omrune sahiptir Alkalin pil cinko karbon pillerin asitli amonyum kloruru veya elektroliti yerine potasyum hidroksitin alkalin bir elektrolitine sahip oldugu icin adini alir Diger pil sistemleri de alkalin elektrolitleri kullanir ancak elektrotlar icin farkli aktif maddeler kullanirlar Alkalin piller ABD de uretilen pillerin 80 ini dunya capinda 10 milyarin uzerinde uretilen tek tek uniteyi olusturmaktadir Japonya da alkalin piller tum birincil pil satislarinin 46 sini olusturuyor Isvicre de alkalin piller 68 Ingiltere de 60 ve AB de ikincil urunler de dahil olmak uzere tum pil satislarinin 47 sini olusturmaktadir Alkalin piller MP3 calarlar CD calarlar dijital kameralar cagri cihazlari oyuncaklar isiklar ve radyolar gibi bircok ev esyasinda kullanilir TarihiAsitten alkali degil alkali olan piller ilk olarak 1899 da Waldemar Jungner tarafindan gelistirildi ve 1901 de Thomas Edison tarafindan bagimsiz olarak calisti Cinko manganez dioksit kimyasini kullanan modern alkalin pil 1950 lerde Kanadali muhendis tarafindan icat edildi Cleveland OH deki Union Carbide in Eveready Pil bolumu icin calisirken Edison un daha onceki calismasi uzerine kuruldu 9 Ekim 1957 de Urry Karl Kordesch ve P A Marsal alkalin pil icin ABD patenti 2 960 558 yayinladi 1960 ta verildi ve Union Carbide Corporation a atandi 1960 larin sonunda piyasaya suruldugunde alkalin piller cinko anottaki yan reaksiyonlari kontrol etmek icin az miktarda toksik civa amalgami iceriyordu Civa icerigi kanunla azaltilir ve malzemelerin saflik ve tutarlilik duzeyinde iyilesmeler ile ureticiler modern hucrelerdeki civa icerigini azaltti KimyasiAlkali bir pilde negatif elektrot cinko pozitif elektrot ise manganez dioksittir Potasyum hidroksitin alkalin elektroliti reaksiyonun bir parcasi degildir sadece cinko ve mangan dioksit desarj sirasinda tuketilir Potasyum hidroksitin alkali elektroliti kalir zira esit miktarlarda OH tuketilir Yari reaksiyonlar sunlardir Zn kati 2OH sulu ZnO s H2O l 2e Eoxidation 1 28 V 2MnO2 kati H2O sivi 2e Mn203 kati 2OH sulu Indirgeme 0 15 V Genel reaksiyon Zn kati 2MnO2 kati ZnO kati Mn203 kati e 1 43 V KapasiteCesitli boyutlarda dugme ve madeni para buyuklugundeki piller Bazilari alkali bazilari ise gumus oksittir Boyut karsilastirmasi olarak iki adet 9 V pil eklenmistir Govde kod isaretlerini gormek icin resmi buyutunuz Pilin voltaji kullanim sirasinda surekli azalir dolayisiyla toplam kullanilabilir kapasite uygulamanin kesme voltajina baglidir Bir alkalin pilin kapasitesi esit buyuklukte bir veya cinko klorur hucresinden daha buyuktur cunku manganez dioksit daha saf ve daha yogundur ve elektrotlar gibi ic bilesenlerin aldigi alan daha azdir Bir alkalin pil uc ila bes kat kapasite saglayabilir Alkalin pilin kapasitesi buyuk olcude yuke baglidir AA boyutlu alkalin pil az guc tuketiminde 3000 mAh etkin kapasitesinde olabilir ancak dijital kameralarin genellikle 1 amperlik yukunde kapasite 700 mAh e kadar dusebilir Leclanche pillerinden farkli olarak alkalin pil aralikli veya surekli hafif yuklerde yaklasik olarak ayni kapasiteyi saglar Agir bir yukte aralikli desarj ile karsilastirildiginda surekli desarjda kapasite azalir ancak azalma Leclanche pillerinden daha dusuktur Yeni alkalin hucrenin ureticinin standartlarina gore 1 5 V dir Bununla birlikte bosaltilmamis bir alkalin pilin etkin sifir yuk voltaji kullanilan manganez dioksitin safligina ve kullanilan saf metalin puruzune bagli olarak 1 50 V ila 1 65 V arasinda degisir Yuk altindaki ortalama voltaj desarj seviyesine ve cekilen akimin miktarina bagli olarak 1 1 V ila 1 3 V arasinda degisir Tamamen bosalmis olan hucrenin gerilim 0 8 V ila 1 0 V araliginda hala geride kalir VoltajTaze bir alkalin pilin uretici standartlarina gore belirlenen nominal voltaji 1 5 V dur Yeni alkalin pilin gercek sifir yuk voltaji kullanilan manganez dioksitin safligina ve elektrolitteki cinko oksit icerigine bagli olarak 1 50 ila 1 65 V arasinda degisir Yuke iletilen voltaj cekilen akim arttikca ve pil bosaldikca azalir Gerilim yaklasik 0 9 V a dustugunde pilin tamamen bosaldigi kabul edilir Seri olarak baglanan piller her bir pilin voltajlarinin toplamina esit voltaj uretir ornegin uc pil yeniyken yaklasik 4 5 V uretir Sifir yukte ve 330 mW yukte AA pil voltaji ve kapasite karsilastirmasi Kapasite 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 Sifir yuk 1 59 1 44 1 38 1 34 1 32 1 30 1 28 1 26 1 23 1 20 1 10330 mW 1 49 1 35 1 27 1 20 1 16 1 12 1 10 1 08 1 04 0 98 0 62AkimBir alkalin pilin verebilecegi elektrik akim miktari kabaca pilin fiziksel boyutuyla orantilidir Bu pilin ic yuzey alani arttikca ic direncin azalmasinin sonucudur Temel kural AA alkalin pilin onemli bir isinma olmadan 700 mA verebilmesidir C ve D pilleri gibi daha buyuk piller daha cok akim verebilir Guclu tasinabilir ses ekipmani gibi birkac amper akim gerektiren uygulamalar artan yuku kaldirabilmek icin D boyutlu pillere gerek duyar Karsilastirildiginda Lityum iyon ve Ni MH piller standart AA boyutunda 2 amper akimi kolaylikla verebilir YapisiAlkalin piller cinko karbon pilleri ile degistirilebilen standart silindir biciminde ve dugme biciminde uretilmektedir El fenerleri ve 9 volt transistor radyo batarya ile birlikte satilanlar gibi birkac bireysel hucre gercek bir pil olusturmak uzere birbirine baglanabilir Silindirik bir hucre katot baglantisi olan cizilmis bir paslanmaz celik kutu icinde bulunur Pozitif elektrot karisimi artan iletkenlik icin eklenen karbon tozu ile manganez dioksitten olusan sikistirilmis bir macundur Macun kutuya bastirilabilir veya onceden kaliplanmis halkalar seklinde depolanabilir Katodun ici bos merkezi elektrot malzemelerinin temasini ve hucrenin kisa devresini onleyen bir ayirici ile kaplanmistir Ayirici dokumasiz bir seluloz katindan veya sentetik bir polimerden yapilir Ayirici iyonlari iletmeli ve yuksek alkali elektrolit cozeltisinde kararli kalmalidir Negatif elektrot potasyum hidroksit elektroliti iceren bir jel icinde bir cinko tozu dagilimindan olusur Cinko tozu metal kutuya kiyasla kimyasal reaksiyonlarin gerceklesmesi icin daha fazla yuzey alani saglar Bu hucrenin dahili direncini dusurur Omrunun sonunda hucrenin gazlanmasini onlemek icin tum cinko ile reaksiyona girmek icin gerekli olandan daha fazla manganez dioksit kullanilir Ayrica sizdirmazligi artirmak icin genellikle plastikten yapilmis conta eklenmistir Aluminyum folyo batarya imalatinin son islemi olarak bir dekorasyon olarak sarilir ve bataryanin koruma ozelligini gelistirir AAA AA C alt C ve D boyut hucrelerini tanimlarken negatif elektrot duz uca pozitif terminal ise yukseltilmis dugme ile son bulur Bu genellikle dugme hucrelerinde tersine doner duz uclu silindirik kutu pozitif terminal olur Kaynakca PDF 12 Mart 2006 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 12 Mart 2006 16 Nisan 2017 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 16 Nisan 2017 20 Mayis 2017 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 16 Nisan 2017 8 Ekim 2016 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 16 Nisan 2017 PDF 7 Ekim 2011 tarihinde kaynagindan PDF arsivlendi Erisim tarihi 7 Ekim 2011 6 Aralik 2010 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 6 Aralik 2010 29 Kasim 2014 tarihinde kaynagindan arsivlendi Erisim tarihi 16 Nisan 2017 the capacity of a battery generally decreases with increasing discharge current SK Loo and Keith Keller Aug 2004 Single cell Battery Discharge Characteristics Using the TPS61070 Boost Converter PDF Texas Instruments 30 Mart 2017 tarihinde kaynagindan PDF Erisim tarihi 27 Ocak 2024 Discharge tests of Alkaline AA batteries 100mA to 2A 9 Kasim 2023 tarihinde kaynagindan Erisim tarihi 27 Ocak 2024