Гальванические Элементы

единичные ячейки хим. Источников тока, предназначенных для однократного электрич. Разряда (непрерывного или прерывистого). После разряда Г. Э., в отличие от аккумуляторов, теряют работоспособность. Иногда термин "Г. Э." применяют и для обозначения единичных ячеек аккумуляторных батарей, к-рые предназначены для многократного использования, т. Е. После разряда м. Б. Снова заряжены. Главные составные части Г. Э. Два электрода разл. Природы и электролит. Обычно электроды - это металлич. Пластинки или сетки, на к-рые нанесены реагенты ("активные в-ва"). На отрицат. Электрод - восстановитель (Zn, Li и др.), на положительный -окислитель (оксиды Mn, Hg и др., а также соли). На каждом из электродов, погруженных в электролит, устанавливается определенный потенциал (окислит.-восстановит.

Потенциал данной электродной р-ции). Разность этих потенциалов в отсутствие тока наз. Напряжением разомкнутой цепи (НРЦ). При соединении электродов между собой с помощью внеш. Электрич. Цепи электроны начинают перетекать от отрицат. Электрода к положительному - возникает электрич. Ток. Суммарная электрохим. Р-ция на обоих электродах наз. Токообразующей. По мере ее протекания восстановитель отдает, а окислитель присоединяет электроны. Ток прекращается при размыкании внеш. Цепи, а также после израсходования запаса хотя бы одного из реагентов. Побочные хим. Или электрохим. Р-ции приводят к саморазряду Г. Э., ограничивающему длительность их хранения, к-рая для лучших образцов может достигать 10 лет. Г. Э. Применяют гл. Обр. Для питания переносной аппаратуры (напр., транзисторных радиоприемников) и поэтому изготавливают преим.

С невыливающимся электролитом (загущенным или твердым). В отличие от аккумуляторов, Г. Э. Не нуждаются в особом уходе при эксплуатации. Наиб. Распространены марганцево-цинковые элементы (окислитель-МnО 2, восстановитель-Zn) с солевым электролитом (р-р NH4C1 и др.) или щелочным (р-р КОН). Для них НРЦ 1,5-1,8 В, уд. Энергия 10-80 Вт-ч/кг. Стоимость элементов сравнительно невелика, и их мировое произ-во достигает 8-10 млрд. Штук в год. Элементы со щелочным электролитом дороже, но обладают лучшими характеристиками, особенно при низких т-рах и повыш. Токах разряда. Для ртутно-цинковых элементов (окислитель-HgO) со щелочным электролитом НРЦ 1,35 В, уд. Энергия до 400 Вт Х ч/л. Их изготавливают в виде малогабаритных ("пуговичных") герметичных устройств и применяют для питания радиоприемников, кино- и фотоаппаратуры и т.

П. В воздушно-цинковых элементах окислителем вместо относительно дорогих оксидов металлов служит О 2 воздуха, к-рый участвует в р-ции на электроде, изготовленном из каталитически активного угля. Спец. Отверстие в крышке обеспечивает своб. Доступ воздуха к электроду. Отсутствие заложенного запаса окислителя обеспечивает высокие значения уд. Энергии - до 250 Вт*ч/кг. Недостатки этих элементов - небольшое значение разрядного тока и сравнительно быстрый саморазряд, что обусловлено взаимод. Щелочного электролита с окружающей атмосферой. В результате электролит высыхает либо взаимод. С СО 2 воздуха (карбонизируется). Поэтому такие элементы пока не получили широкого распространения. В Г. Э. С неводными электролитами возможно применение очень активных восстановителей (напр., щелочных металлов) и окислителей, к-рые в водных р-рах неустойчивы.

При использовании расплавленных или твердых электролитов такие Г. Э. Могут работать при повыш. Т-pax. В литиевых элементах на основе апротонных р-рителей восстановителем служит тонкий лист Li, напрессованный на пластину или сетку из Ni или Си. Окислители - гл. Обр. Твердые МпО 2 или фторированный графит. Разработаны элементы с р-рителями, выполняющими одновременно роль окислителя, - жидким SOC12 или сжиженным SO2. To-кообразующие р-ции приводят к непосредственному восстановлению молекул р-рителя под действием Li. Детальный механизм разряда окончательно не установлен. Благодаря высокому отрицат. Потенциалу Li и его малому расходу литиевые элементы имеют высокие НРЦ (2,5-3,5 В) и уд. Энергию (250-600 Вт*ч/кг). Литиевые элементы применяют преим.

Для питания кардиостимулято-ров, микрокалькуляторов и др. Миниустройств. Разновидность Г. Э. - резервные элементы, в к-рых с целью снижения саморазряда электролит разобщен с электродами или находится в твердом неионопроводящем состоянии. Непосредственно перед использованием таких Г. Э. Электроды приводят в контакт с электролитом или расплавляют электролит. Напр., при изготовлении т. Наз. Водоактивируемых Г. Э. Безводную щелочь или соль закладывают в мешочках в межэлектродное пространство. Перед эксплуатацией в отверстие в крышке заливают воду, и образуется электролит требуемой концентрации. Лит. Коровин Н. В., Новые химические источники тока, М., 1978. Багоц-кий В. С, Скундин А. М., Химические источники тока, М., 1981, с. 208-99. B.C.

Багоцкий. .