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把头薅秃之前……总算把 5 号电池的制作搞明白了!

福州有家装饰工程通讯 2025-02-18 0

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从电视遥控器里拆下电池,手电筒里拆出小灯泡,工具箱里拿一根电线,用剪刀把塑胶皮剥开。
小心地把电池与小灯泡分别与导线相连,形成一个回路,小灯泡就亮起来了!
(小心,别摸,好烫的...)

先来复习下基本的物理知识~

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为啥有电?

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(图片来自网络侵删)

这段导线中包括金属阳离子和自由电子,常日情形下,自由电子是随机往各个方向乱窜的。
而加了电压之后,电子就会老诚笃实地沿着下图线的方向,从负极流向正极,这就形成了电流。

电子呢,是带负电的,物理上规定电流的方向,是正电荷定向移动的方向或者是电子运动方向的反方向。

在小灯泡实验中,我们用的 5 号电池一样平常是 1.5 伏特(皮卡丘可是有十万伏特...),是一个不起眼的小电源,但上面这个电池剖图有没有超出你想象的繁芜?哈哈,开始啦!
我们逐步阐明碱性电池的构造和制作过程吧~

电池构造

我们大概都知道:

碱性电池的外壳是钢外壳;

电池凸头的部分是正极;

电池平头(有的乃至有点内陷)的部分是负极。

但是很少人知道,碱性电池的负极里居然藏了个大头钉一样的存在!
这实在是个金属针,浸染是网络下图里蓝色区域的负极物料(一样平常是锌粉和氢氧化钾电解质的稠浊物)中的电子,再把他们传向正极。
(现在可以再把文章划拉到第一幅图看看事理了~)

上图这个钢壳儿边上玄色的夹层呢,则是阳极稠浊物,常日是二氧化锰 MnO2和石墨导体的稠浊物。
便是像上图这样的,在制作的时候首先被压制成正极圆环,再一个一个的装入电池中。

总的反应是:Zn+MnO2+2H2O+2OH-=Mn(OH)2+[Zn(OH)4]2-

在这个反应式里我们看到锌从单质变成了氧化物,化合价升高了,因此自由电子就开始移动了!
因此这边是负极。
而二氧化锰中的锰被还原了,化合价变低了,捐躯了自己,造诣了别人...所以是正极。
(我到底在写啥呢...)

正负极要隔离

电池的正极和负极是不能直接打仗的,那这中间用啥来当隔离介质呢?便是在锌粉和碱粉稠浊物表面用层压纸一包,成了下图的隔离层。

当然实际上隔离膜不是包起来的,是在流水线上先被做成隔膜管,再插进电池的钢壳里的。

电解液

当我还是熊孩子的时候,还拆开过电池...(很危险!
小朋友们不要学!
)会创造里面有“水”一样的液体,实在是在负极注入的碱性电解液,当然还要注入锌粉膏体的。

当代化一些的电池制造,已经直接是灌进去稠浊好的锌和氢氧化钾电解质的凝胶啦~这样既减少注入工序,又增大了负极的反应面积,电池性能也会更好的。

稠浊环节

至于正极的二氧化锰和石墨这俩粉末的稠浊,就要靠振动了!
把粉末们稠浊在一起,一直抖、抖、抖...

戳进顶盖

接下来是加盖,这图这个环,起着密封电池内部物料并把阴阳极分区的浸染,并且支撑着放进去的铜针不会跑偏。

制作的详细过程,是先密封盖上滴进去点涂胶,一样平常是沥青作为粘合剂。

然后再用机器把铜针竖直插进去,最后进行封口。

检测电池

和火柴的抽检不一样,每一块电池都是须要检测的!
便是下图这样的机器连接正负极进行检测。

不合格的电池还会被直接剔除出送去包装的军队...

贴包装纸

出厂前再贴上包装纸,我们常见的一节 5 号电池就完成啦!
像这样制作出来的碱性电池,能比普通电池的容量和放电韶光更加持久。

等等!

除了「碱性电池」,还有一种电池叫做「碳性电池」,也便是「中性锌锰电池」,是那种须要回收的干电池。
它的正极是碳,而负极是锌皮,那负极也就不存在那个大头针,而是在正极插了一根碳棒。
(我在说什么呀...果真原电池电反应依旧让人头疼!

校正:Cast + 江小丧

文中 Gif 截取自YouTube 博主 Free Documentary 的《HOW IT WORKS - Batteries》 和 生活科技大解密 S11E19 的供电电池

来源:有趣的制造

编辑:重光

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