باتری خشک نوعی باتری الکتریکی است که معمولا برای دستگاه های الکتریکی قابل حمل استفاده می شود. برخلاف باتری های سلولی مرطوب که دارای الکترولیت مایع هستند، سلول های خشک از الکترولیت به شکل خمیر استفاده می‌کنند و بنابراین کمتر در معرض نشتی هستند.
برای خرید تجهیزات آتش نشانی، تجهیزات اعلام حریق، تجهیزات اطفا حریق، تجهیزات ایمنی و همچنین شارژ کپسول بر روی لینک های مورد نظر کلیک کنید.
سلول خشک در سال ۱۸۸۶ توسط دانشمند آلمانی به نام کارل گسنر، پس از توسعه باتری های روی-کربن مرطوب توسط ژرژ لکلانچه در سال ۱۸۶۶ ساخته شد. نوعی سلول خشک نیز توسط ساکیزو یای ژاپنی در سال ۱۸۸۷ تولید شد.
تاریخچه
بسیاری از آزمایشگران سعی کردند الکترولیت یک سلول الکتروشیمیایی را بی حرکت کنند تا استفاده از آن راحت تر باشد. شمع زامبونی ۱۸۱۲ یک باتری خشک با ولتاژ بالا است، اما قادر به انتقال جریان های کوچک است. آزمایش های مختلفی با سلولز، خاک اره، شیشه های تابیده شده، الیاف آزبست و ژلاتین انجام شد.
تکامل باتری های خشک گسنر: از اختراع تا نوآوری های مدرن
در سال ۱۸۸۶، کارل گسنر ثبت اختراع آلمانی (شماره ۳۷۷۵۸) را بر روی گونه ای از سلول (تر) Leclanché به دست آورد. این اختراع به دلیل نداشتن الکترولیت مایع آزاد به عنوان باتری خشک شناخته شد. در عوض، کلرید آمونیوم با گچ پاریس مخلوط شد تا خمیری ایجاد شود و مقدار کمی کلرید روی به آن اضافه شود تا عمر پوسته افزایش یابد.
کاتد دی اکسید منگنز در این خمیر غوطه ور شد و هر دو در یک پوسته روی مهر و موم شدند که به عنوان آند نیز عمل می کند. یک باتری خشک در ژاپن در دوران میجی در سال ۱۸۸۷ اختراع شد. مخترع آن Sakizō Yai بود. با این حال، Yai پول کافی برای ثبت اختراع نداشت، به همین دلیل اولین دارنده اختراع باتری در ژاپن یای نبود، بلکه تاکاهاشی ایچیسابورو بود. ویلهلم هلسن نیز یک باتری خشک را اختراع کرد و در سال ۱۸۹۰ امتیاز ۴۳۹۱۵۱ ایالات متحده را به دست آورد.
برخلاف باتری های مرطوب قبلی، باتری خشک گسنر جامدتر است، نیازی به نگهداری ندارد، نمی ریزد و در هر جهتی قابل استفاده است. پتانسیل ۱٫۵ ولت را فراهم می کند. اولین مدل تولید انبوه باتری خشک کلمبیا بود که اولین بار توسط شرکت ملی کربن در سال ۱۸۹۶ به بازار عرضه شد. NCC مدل گاسنر را با جایگزینی گچ پاریس با مقوای حلقه دار بهبود بخشید. نوآوری که فضای بیشتری را برای کاتد باقی می‌گذارد و مونتاژ باتری را آسان‌تر می‌کند. این اولین باتری مناسب برای توده ها بود و وسایل الکتریکی قابل حمل را کاربردی کرد. سلول روی-کربن (همانطور که شناخته شد) هنوز هم امروزه تولید می شود.
طراحی باتری خشک
در یک سلول خشک از یک الکترولیت خمیری استفاده می‌شود، که فقط رطوبت کافی برای عبور جریان دارد. برخلاف باتری مرطوب، یک باتری خشک می تواند در هر جهتی بدون ریختن کار کند. به این علت که حاوی مایع آزاد نیست و برای تجهیزات قابل حمل مناسب است. در مقایسه، اولین سلول های مرطوب معمولاً ظروف شیشه ای شکننده بودند که میله های سربی از بالای آن آویزان بودند و برای جلوگیری از ریزش نیاز به رسیدگی دقیق داشتند.
باتری های سرب اسیدی تا زمان ساخت باتری ژل به ایمنی و قابلیت حمل سلول خشک دست پیدا نکردند. استفاده از سلول های مرطوب برای کاربردهای با زهکشی بالا، مانند راه اندازی موتورهای احتراق داخلی، ادامه یافته است، زیرا مهار جریان الکترولیت باعث کاهش قابلیت جریان می شود.
یک سلول خشک معمولی سلول روی-کربن است که گاهی اوقات سلول Leclanché خشک نامیده می شود، با ولتاژ اسمی ۱٫۵ ولت، مشابه سلول قلیایی (زیرا هر دو از یک ترکیب روی-دی اکسید منگنز استفاده می کنند).
یک باتری خشک استاندارد شامل یک آند روی، معمولا به شکل یک گلدان استوانه ای، با یک کاتد کربن به شکل یک میله مرکزی است. الکترولیت کلرید آمونیوم به شکل خمیر در کنار آند روی است. فضای باقی مانده بین الکترولیت و کاتد کربن توسط خمیر دوم متشکل از کلرید آمونیوم و دی اکسید منگنز اشغال می شود که دومی به عنوان دپلاریز کننده عمل می کند. در برخی از طرح ها، که اغلب به عنوان “وظیفه سنگین” به بازار عرضه می شوند، کلرید آمونیوم با کلرید روی جایگزین می شود.
