Vad är en Nickel-Zink Battery?

August 16

En nickel-zink-batteri är en laddningsbar elektrokemisk cell, en anordning som omvandlar lagrad kemisk energi direkt till elektricitet. Anoden, eller negativa terminalen, av batteriet är tillverkad av zink och katoden, eller positiv terminal, från nickel. Elektronflödet är från anoden till katoden genom mediet av en elektrolyt, som ger laddade partiklar som bär den elektriska strömmen. Icke-sura alkaliska elektrolyter används typiskt i en nickel-zinkbatteri. Uppladdning reverserar den elektrokemiska reaktionen och rekonstituerar den ursprungliga kemiska strukturen hos cellen.

Ibland kallad dess elementära förkortningen, NiZn var nickel-zink batteri patenterad av Thomas Edison i 1901. Produktions kapacitet tiden gynnade andra konstruktioner och NiZn batteriet var inte allmänt genomförts. Den relativt hög energitäthet, mängden energi som lagras i en given volym och lätt tillgång till batteriets råvaror uppmuntrade fortsatt forskning, dock.

I tidiga versioner av nickel-zink batteri, zinkelektrod visade sig vara instabil över tiden. Zinkoxid produceras av anoden bildade dendriter, eller filament, i elektrolytlösningen. Dendritbildning gjorde cellen ansvarig för kortslutning och följaktligen resulterade i ett begränsat antal laddnings / urladdningscykler. Instabiliteten inhiberade också cellens fullständig restaurering när laddas, vilket leder till deformation av anodanslutning.

Alkalisk elektrolyt lösningar har utvecklats som stabiliserar zinkelektrod som tillsammans med en polymer intern separator, lösa problem till följd av dendritbildning och terminal deformation. Framsteg inom materialvetenskap har också möjliggjort produktion av zink och nickel terminaler som är fria från tungmetallelement. En mer kraftfull och längre varaktig batteri än som var möjligt med tidigare teknik är resultatet. Laddnings kapacitet har ökat både i antalet cykler och i retur av cellen till dess ursprungliga kemiska tillstånd.

En fördel med ett nickel-zink-batteri är dess förmåga att ersätta primära, eller icke-laddningsbara batterier i konsumentelektronik. Dessa enheter kallar typiskt för ett 1.5V primär alkaliskt batteri och skulle fungera bra med det laddningsbara NiZn s 1.65V nominella rating. Andra uppladdningsbara konstruktioner, såsom nickel-kadmiumbatterier, har oftast en nominell spänning på 1.2V, vilket kan leda till fel på anordningen före fullständig batteriurladdning.

Den nickel-zink batteri ses som ett miljövänligt alternativ till mer vanliga mönster. Nickel och zink är både relativt riklig och var och en kan vara helt regenere genom återvinning. Kvicksilver, kadmium, bly eller andra giftiga metaller används inte i sin produktion, och inte heller finns det några brandfarliga eller frätande aktiva material.

  • År 1901, Thomas Edison patenterade nickel-zink batteri.