джень. Основу Х. і. т. складають два електроди (один - містить окислювач, інший - відновник), що контактують з електролітом. Між електродами встановлюється різниця потенціалів - електрорушійна сила (Ерс), відповідна вільної енергії окислювально-відновної реакції. Дія Х. і. т. грунтується на протікання при замкнутої зовнішньої ланцюга просторово розділених процесів: на негативному електроді відновник окислюється, що утворюються вільні електрони переходять за зовнішньої ланцюга (створюючи розрядний струм) до позитивного електрода, де беруть участь в реакції відновлення окислювача.
У Залежно від експлуатаційних особливостей і від електрохімічної системи (Сукупності реагентів і електроліту) Х. і. т. діляться на гальванічні елементи (зазвичай називаються просто елементами), які, як правило, після витрачення реагентів (після розрядки) стають непрацездатними, і акумулятори, в яких реагенти регенеруються при зарядці - пропущенні струму від зовнішнього джерела (див. Зарядний пристрій). Такий поділ умовно, тому деякі елементи можуть бути частково заряджені. До важливим і перспективним Х. і. т. відносяться паливні елементи (електрохімічні генератори), здатні тривало безперервно працювати за рахунок постійного підведення до електродів нових порцій реагентів і відведення продуктів реакції. Конструкція резервних хімічних джерел струму дозволяє зберігати їх в неактивному стані 10-15 років (див. також Джерела струму).
З початку 20 в. виробництво Х. і. т. безперервно розширюється у зв'язку з розвитком автомобільного транспорту, електротехніки, зростаючим використанням радіоелектронної та ін апаратури з автономним живленням. Промисловість випускає Х. і. т., в яких переважно використовуються окислювачі PbO2, NiOOH, MnO2 та ін, восстановителями служать Pb, Cd. Zn та ін метали, а електролітами - водні розчини лугів, кислот або солей (див., наприклад, Свинцевий акумулятор). p> Основні характеристики ряду Х. і. т. наведено в табл. Кращі характеристики мають розроблювані Х. і. т. на основі більш активних електрохімічних систем. Так, у наведених електролітах (органічних розчинниках, розплавах солей або твердих з'єднаннях з іонною провідністю) в якості відновників можна застосовувати лужні метали (див. також расплавних джерела струму). Паливні елементи дозволяють використовувати енергоємні рідкі або газоподібні реагенти.
Типи і характеристики основних первинних хімічних джерел струму
Як вже вказувалося вище, до найбільш поширених відносяться марганцево-цинкові і літієві первинні джерела струму. Інші джерела струму виробляються в значно менших масштабах. Коротенько опишемо основні первинні хімічні джерела струму та їх характеристики.
Марганцево-цинкові джерела струму з сольовим електролітом. Анодом служить цинк, що є корпусом джерела струму, активною речовиною катода - електролітичний діоксид марганцю або хімічний діоксид марганцю, електролітом - хлорид амонію, хлорид цинку або хлорид амонію з хлоридом цинку. Електроліт знаходиться або в загущених стані, або в порах мікропористого сепаратора. Для зниження швидкості або запобігання корозії в цинк і в електроліт додають інгібітори корозії. До достоїнств цих батарейок відносяться невисока вартість і велика кількість випускаються типорозмірів, до недоліків - падаюча розрядна крива, відносно невисока питома енергія, значне погіршення характеристик при підвищених навантаженнях і низьких температурах. Батарейки сольові та лужні
Марганцево-цинкові джерела струму з лужним електролітом . Анодом служить порошкоподібний цинк, а катодом - діоксид марганцю. Електролітом є гелеподібний розчин КОН або КОН у матриці. У склад анода і електроліту включають інгібітори корозії. У порівнянні з марганцево-цинковим джерелом струму з сольовим електролітом батарейки з лужним електролітом мають вищі ємність і питому енергію, особливо при підвищених навантаженнях і низькій температурі, але вони дорожчі. Батарейки сольові та лужні
Ртутно-цинкові джерела струму . Анодом є порошкоподібний цинк, катодом - оксид ртуті, електролітом - розчин КОН. Характеризується горизонтальною розрядної кривої, високою питомою енергією, низьким саморозрядом. До недоліків відносяться погані характеристики при знижених температурах, висока вартість і, найголовніше, висока токсичність ртуті. Застосовувалися в медичних пристроях, точних приладах і інших пристроях. В останні роки через токсичність ртуті в деяких країнах випуск припинено, в інших країнах істотно скорочений.
Ртутно-кадмієві джерела струму . Анодом служить порошкоподібний кадмій, катодом - оксид ртуті, електролітом - розчин КОН. Робочі температури навколишнього середовища від -55 до +80 В° С. Вони має горизонтальну розрядну криву, дуже низький саморозряд, що забезпечує схоронність заряду до 10 років. Навіть при температурі 60 В° С саморозряд НЕ перевищує 1% на місяць. До недоліків відносяться токсичність і висока ціна ...
