3 Химические источники тока различных электрохимических систем Лабораторная работа №1 марганцево-цинковые солевые и щелочные элементы

Первичные марганцево-цинковые (МЦ) элементы являются наиболее распространенными химическими источниками тока. В зависимости от состава электролита и pH марганцево-цинковые элементы делят на солевые и щелочные. В солевых МЦ элементах использована электрохимическая система Лекланше, разработанная еще в 1865 году.

Марганцево-цинковые элементы с щелочным электролитом начали выпускать в 50-х годах прошлого века, а с 60-х годов началось их коммерческое производство. С тех пор они постепенно вытесняют солевые элементы. Это обусловлено их преимуществами по сравнению с МЦ элементами с солевым электролитом: более высокой удельной энергией; большими разрядными токами; более низким внутренним сопротивлением; более пологой разрядной кривой; способностью разряжаться при более низких температурах; лучшей сохраняемостью и меньшей вероятностью протечки электролита.

Особенно заметно преимущество щелочных ХИТ при непрерывном разряде большими токами. Здесь они существенно выигрывают по такому важному показателю, как стоимость отдаваемой единицы емкости, несмотря на то, что их стоимость (за одно изделие того же типоразмера) в 2–4 раза выше солевого варианта.

Тем не менее, и сегодня солевые МЦ элементы – одни из самых массовых изделий (мировое производство составляет больше 20 миллиардов штук в год), а их конструкция практически не изменилась с момента изобретения. Благодаря невысокой цене солевые батарейки используются в различных средствах связи, транзисторных радиоприемниках, магнитофонах, магнитолах, плеерах, пультах дистанционного управления, фотовспышках, фонарях и светильниках, электрочасах, электробритвах, ручных пылесосах, калькуляторах, тестерах, электроигрушках, датчиках охранной сигнализации и других устройствах с относительно небольшим потреблением энергии и продолжительным сроком службы.

Элементы с щелочным электролитом применяются в основном в аппаратуре, требующей длительных непрерывных разрядов большими и средними токами. Из бытовой электроаппаратуры, можно назвать кинокамеры, мощные транзисторные приемники и магнитофоны, плееры, фотовспышки, электробритвы, электромеханические часы, ручные пылесосы, электрические игры и игрушки и т.п. Щелочные МЦ элементы также применяются в аппаратуре связи, электроизмерительных приборах, осветительных устройствах, морских хронометрах, дозиметрах, устройствах дистанционного управления, видеокамерах, различных датчиках и т.п. Они находят применение в офисной технике – электронных записных книжках, калькуляторах, факсах и копировальных машинах.

Щелочные МЦ элементы могут быть перезаряжаемыми, выдерживая до 50 разрядно-зарядных циклов.

В России МЦ элементы выпускают: ОАО «Энергия», АО «Востсибэлемент», АООТ «Кузбасс-элемент», ГНПП «Квант», «АО «Сигнал». За рубежом МЦ элементы выпускают фирмы: «Berec», «Varta» (Германия), «Hitachi Maxell», «National», «Matsushita Electric Industrial», «Sony» , «Sanyo Electric», «Toshiba Battery» (Япония), «Samsung» (Корея), «Golden Peak International», «Hi Power», «Hi Watt» (Китай – Гонконг), «Golden Power», «Hi Top» и др. (Китай), «Samsung Batteries» (Южная Корея).