Site Loader

Содержание

Что такое горячий катод?

Катод — это электрод электрического устройства, в котором электрический ток течет от устройства. Горячий катод может быть катодом, который нагревается прямо или косвенно. Катодная нить является источником электронов в случае катода с прямым нагревом. Нить электрически изолирована от катода в случае косвенно нагреваемого катода. Горячий катод испускает больше электронов, чем холодный катод с той же площадью поверхности.

Первые горячие катоды использовали прямой нагрев. Они были сделаны из чистого вольфрама и нагревались до белого накаливания. Более поздние нити были покрыты материалом, который испускает электроны легче, чем вольфрам, что снижает рабочую температуру горячего катода. Дальнейшее усовершенствование горячих катодов, в которых используется непрямой нагрев, включает нити, изготовленные из спеченного вольфрама, ториево-вольфрамовых сплавов и тантала. Некоторые горячие катоды также имеют форму параболических зеркал.

Горячие катоды, которые используют косвенный нагрев, имеют преимущество при использовании переменного тока, потому что эта конфигурация производит меньше шума, чем катод, который использует прямой нагрев.

Нить накала в горячем катоде, которая использует косвенный нагрев, обычно называется нагревателем. Нагреватель обычно изготавливается из вольфрама и окружен трубкой из никеля.

Оксидное покрытие на нити с горячим катодом может снизить рабочую температуру нити накала. Первым выбором был чистый оксид бария, а в более поздних составах использовалась смесь оксида бария, оксида кальция и оксида стронция. Горячие катоды, покрытые этими соединениями, имеют максимальную рабочую температуру 1832 градусов по Фаренгейту (1000 градусов по Цельсию). Они подвержены быстрой деградации в условиях высокого напряжения, и они чаще всего используются в вакуумных трубках малой мощности.

Горячие катоды, которые должны выдерживать большой ток, обычно имеют покрытия из гексаборидов, таких как гексаборид церия (CeB6) или гексаборид лантана (LaB6). Другие типы гексаборидов, обычно используемые для покрытия горячих катодов, включают гексаборид бария, гексаборид кальция и гексаборид стронция.

Эти типы горячих катодов горят ярче и имеют более длительный срок службы, чем вольфрамовые горячие катоды, но они также более дорогие.

Нити, которые содержат небольшое количество тория, являются еще одним вариантом для горячих катодов. Нить нагревается до белого накаливания в атмосфере, содержащей углеводороды, что приводит к миграции тория на поверхность нити. Торированные нити могут выдерживать высокое напряжение и имеют длительный срок службы. Основным недостатком торированных нитей является то, что торий радиоактивен. Альтернативы торию в нитях с горячим катодом включают церий, лантан, иттрий и цирконий.

ДРУГИЕ ЯЗЫКИ

Что такое катод? (в день науки)

Что такое катод? (в день науки)

Катод (от греч. κάθοδος — ход вниз; нисхождение) — электрод некоторого прибора, присоединённый к отрицательному полюсу источника тока.

В электрохимии катод — электрод, на котором происходят реакции восстановления. Например, при электролитическом рафинировании металлов (меди, никеля и пр.) на катоде осаждается очищенный металл. Получаемый металл также именуется катодом (катод медный, катод никелевый, катод цинковый и т.п.) и используется для последующего изготовления металлической продукции (проволоки, фольги, порошка, изделий и пр.). Для сдирания готового катода с постоянной катодной основы используются 

катодосдирочные машины.

В вакуумных электронных приборах катод — электрод, который является источником свободных электронов, обычно вследствие термоэлектронной эмиссии. В электронно-лучевых приборах катод входит в состав электронной пушки.

Электрод полупроводникового прибора (диода, тиристора), подключенный к отрицательному полюсу источника тока, когда прибор открыт (то есть имеет маленькое сопротивление), называют катодом, подключённый к положительному полюсу — анодом.

Полупроводниковый прибор — диод

В литературе встречается различное обозначение знака катода — «-» или «+», что определяется, в частности, особенностями рассматриваемых процессов. В электрохимии принято считать, что «-» катод — электрод, на котором происходит процесс восстановления, а «+» анод — тот, где протекает процесс окисления. При работе электролизера (например, при рафинировании меди) внешний источник тока обеспечивает на одном из электродов избыток электронов (отрицательный заряд), здесь происходит восстановление металла, это катод. На другом электроде обеспечивается недостаток электронов и окисление металла, это анод. В то же время при работе гальванического элемента (к примеру, медно-цинкового), избыток электронов (и отрицательный заряд) на одном из электродов обеспечивается не внешним источником тока, а собственно реакцией окисления металла (растворения цинка), то есть здесь отрицательным, если следовать приведённому определению, будет анод. Электроны, проходя через внешнюю цепь, расходуются на протекание реакции восстановления (меди), то есть катодом будет являться положительный электрод. Так, на приведённой иллюстрации изображён обозначенный знаком «-» катод гальванического элемента, на котором происходит восстановление меди.

В соответствии с таким толкованием, для аккумулятора знак анода и катода меняется в зависимости от направления протекания тока.

В электротехнике за направление тока принято считать направление движения положительных зарядов, отрицательный электрод «−» (Zn) — катод, положительный «+» (Cu) — анод, ток течёт от анода к катоду, электроны, соответственно, наоборот, от «−» (Zn) к «+» (Cu).

Катод жидкий — Справочник химика 21

    Отрицательный электрод. (катод) Жидкий алюминий [c.442]

    Электролиз расплавленных солей с получением металлов отличается от электролиза водных растворов разнообразием осуществления катодных процессов. К ним относятся 1) электролиз с получением на катоде жидкого металла (алюминий, магний, натрий, литий) 2) электролиз с применением жидкого катода и образованием катодного сплава с последующей отгонкой получаемого металла (калий, кальций) 3) электролиз с получением твердой фазы на катоде (некоторые тугоплавкие металлы).

На аноде, как правило, образуются газообразные продукты. [c.441]


    Наиболее энергично действуют, т. е. дают наиболее устойчивый потенциал катода, жидкие деполяризаторы, так как их легко привести в более тесное соприкосновение с катодом, чем твердые и газообразные. Существенным недостатком жидких деполяризаторов является корродирующее действие их на цинковый анод. 
[c.31]

    Рабочая поверхность катода гораздо меньше, чем анодов (графитовые аноды погружены в электролит). Поэтому катодная плотность тока во много раз больше, чем анодная. Это позволяет вести процесс так, чтобы вблизи катода температура была немного выше 850°, а в массе электролита и у анодов ниже 800°. Кальций образует у катода жидкую каплю, застывающую по мере перехода в стержень пониженная же температура электролита уменьшает растворимость кальция и образование однохлористого кальция. Благодаря этому достигаются высокие выходы по току, порядка 80%.[c.629]

    Все эти элементы имеют небольшие потенциалы ионизации и отрицательные значения Е° в водных растворах, что указывает на их относительно низкую способность приобретать и удерживать электроны. Записанные выше полуреакции, по-видимому, эндотермичны (т. е. АЯ° положительна) и должны характеризоваться отрицательными энтропийными эффектами (А5° отрицательна). Такие реакции не могут осуществляться самопроизвольно, так как у них А0° положительна. Поэтому обычно наиболее экономичным способом получения чистых Ка, Mg, А1 является электролиз расплавов их соединений. Электролиз представляет собой метод, при котором электроны удаляют из одного вещества на аноде и передают их другому веществу на катоде. Жидкое состояние вещества, электролиз которого осуществляется, позволяет ионам перемещаться от одного электрода к другому. Для получения указанных трех металлов необходимо проводить электролиз в неводных растворах, так как вода будет восстанавливаться до Н2(г) легче, чем ионы этих металлов в чистые металлы.

Генератор электрического тока обеспечивает высокую концентрацию электронов на катоде, и ионы металлов могут перемещаться в направлении к катоду, где они присоединяют электроны и восстанавливаются в металл. Генератор [c.183]

    Электролиз ведут в специальных электрических ваннах большой мош,ности при 1000° С на аноде выделяется кислород, на катоде— жидкий алюминий. Он собирается на две ванны, откуда его периодически выпускают (рис. 103). 

[c.393]

    Рафинирование алюминия. При электролитическом рафинировании в качестве анода служит исходный жидкий алюминий, а катода — жидкий рафинированный алюминий. [c.201]

    При анализе изотопов легких элементов полезно охлаждать катод. жидким азотом. В этом случае шлиф (4) конструируется таким образом, чтобы катод можно было f2 к л помещать в жидкий азот. На- [c.144]


    Элементарный алюминий получают электролизом раствора АЬОз ( глинозема ) в расплавленном криолите. Процесс ведут при температурах около 1000°С в специальных электрических печах, причем иа аноде выделяется кислород, а на катоде — жидкий алюминий. Последний собирается на дне печи, откуда его периодически и выпускают. [c.189]

    Образуемые на поверхности катода жидкие сплавы легко распыляются в электролите. Щелочной металл растворяется, восстанавливая ионы тория до мета,ила. В результате остается взвесь мелкодисперсного метал- [c.350]

    Основным метолом производства кальция является электролиз расплавленного хлорида в смеси с КС1 или С р2. При этом используют графитовый анод, а в качестве катода — жидкий сплав кальция с медью, содержащей в начале процесса 30-35% Са, а в конце 62-65% Са. Из полученного сплава отгоняют в вакууме часть кальция и снова ввод1ГГ сплав в электролитический процесс. [c.329]

    При непрерывном способе выделения металлического натрия на свинцовом катоде жидкий свинец непрерывно протекает по дну ванны, обогащаясь металлическим натрием. Электролизу подвергается расплавленный Na I при 810—830° С. На графитовых анодах ванны выделяется газообразный хлор. В электролизер подается сплав свинца с = 4 % натрия (после отгонки в дистилляционной печи части металлического натрия из конечного продукта) выходящий из ванны [c.286]

    Получение металлов. Из металлов главной подгруппы II группы технически наиболее важным является магний. Обычно его получают электролизом чистого обезвоженного и расплавленного карналлита Mg b-K l или смеси соответствующих солей при температуре, превышающей точку плавления магния, применяя анод из графита Ачесона и железный катод. Жидкий магний при электролизе поднимается на поверхность, откуда его извлекают черпаками. [c.274]

    Алюминий получают электролизом расплава AI2O3 в присутствии криолита NasiAlFg] в специальных электролитических ваннах. При этом на аноде выделяется кислород, а у катода — жидкий алюминий. [c.341]

    Р. И. Агладзе и А. Ш. Авалиани [30] изучали вопросы электролитического получения сплавов марганца с кадмием. Электролитом служила расплавленная смесь Na l-Ь МпСЬ, катод — жидкий кадмий. Ток к катоду подводился хромированным стержнем. Температура опыта составляла 500—550°, плотность тока на катоде 1,0 aj M . В результате электролиза получались сплавы с содержанием марганца до 22%. Выход по току достигал в среднем 70%. Рентгенографическое исследование показало, что марганец с кадмием не сплавляются, а образуют механическую смесь. [c.330]


изготовление, свойства, особенности катода из графита

Среди электродов, используемых в электрохимических процессах, катод графитовый стоит в одном ряду с изделиями из благородных металлов ‒ платины, золота, родия. Он обладает уникальным сочетанием высокой электропроводности и химической инертности. Это важно в электрохимических технологиях, в которых электрод должен хорошо проводить ток и при этом не участвовать в окислительно-восстановительных реакциях с ионами электролита. Среди инертных катодов графитовые значительно выигрывают в стоимости, поэтому они нашли такое широкое применение в разных отраслях промышленности.

Материалы изготовления

Катоды из графита изготавливают с помощью прессового или экструзионного технологического формовочного оборудования. Полученные изделия имеют вытянутую цилиндрическую форму с закруглением на конце. Для их производства используют высокоочищенные углеродные конструкционные материалы. В частности, для этого применяют такие их виды:

1. Пиролитический графит марки УПА-3Э.

2. Углерод-углеродный композиционный материал Углекон (УУКМ).

Катоды из пиролитического графита УПА-3Э характеризуются мелкодисперсной структурой, высокой степенью уплотнения пор. Применение герметизирующего тонкого шликерного покрытия из пироуглерода практически сводит к нулю проницаемость стенок конструкции катода. Это важно, с учетом условий работы такого электрода ‒ погружение в расплав солей, металлов, растворы кислот, щелочей.

Технические характеристики катода графитового из Углекона определяются свойствами используемого конструкционного материала. Структура УУКМ представляет собой комбинированную углеродную матрицу, упрочненную углеродным волокнистым наполнителем. Матрица формируется из пироуглерода, получаемого в результате высокотемпературного пиролиза углеводородов. На поверхности УУКМ образуется тонкое шликерноепироуглеродное покрытие, полностью закрывающее поры. Такая структура конструкционного материала обеспечивает ему полную непроницаемость.

Свойства катодов графитовых

Экстремальные условия эксплуатации предъявляют к электродам, участвующим в электролизных технологических процессах, повышенные требования. Катод графитовый, изготовленный из конструкционных углеродных материалов типа Углекон или УПА-3Э, характеризуется следующими техническими свойствами:

  • высокая степень чистоты углерода,
  • низкое значение коэффициента теплового расширения,
  • повышенная прочность, жесткость конструкции,
  • низкая величина электрического сопротивления,
  • химическая устойчивость к воздействию агрессивных сред, в частности, к расплавам щелочных металлов.

Кроме того, для катодов из пирографита и УУКМ характерны небольшой удельный вес, пониженная степень анизотропии, высокая теплопроводность, повышенная термостойкость, в том числе устойчивость к перепадам температур (тепловым ударам), стабильность физико-химических характеристик при значительном нагреве. Их отличают хорошие эксплуатационные параметры, в частности, надежность, продолжительный срок службы, простота замены. Отработавшие ресурс электроды служат вторсырьем для переработки в ликвидный материал ‒ графитовую крошку.

Особенности применения

Стабильность технических характеристик обеспечивается при эксплуатации катодов графитовых в бескислородной среде. В отличие от металлических, у катодов из графита механическая прочность с повышением температуры увеличивается, а теплопроводность, электрическое сопротивление уменьшаются. Углеконовые катоды характеризуются повышенной механической прочностью, устойчивостью к воздействию абразивной среды (к истиранию).

Катод, определение — Энциклопедия по машиностроению XXL

Катионы, определение 23 Катод, определение 23 Катодная защита 215 сл.  [c.451]

При дальнейшем повышении напряжения и при достижении катодом определенной температуры между ним и окружающим тонким слоем ионов водорода и газов устанавливается стационарный электрический режим. Слой газов начинает светиться вследствие искровых разрядов между ним и катодом. Газовый слой действует как конденсатор. Ионы водорода бомбардируют катод, их кинетическая энергия вызывает сильный его нагрев (третья стадия процесса).  [c.226]


Отметим, что форма катода, определенная таким способом, редко бывает окончательной вследствие отсутствия учета в уравнениях гидро- / J динамических, химических, термиче- ских и других особенностей процесса.  [c.105]

Большой интерес представляет также выяснение влияния количества водорода, поглощенного при электролизе осадками никеля, на стрелу прогиба катода. Определение количества растворенного водорода в никелированных образцах производилось по методу горячей экстракции. Никелирование образцов производилось прп температуре 45° pH = 4,3 плотности тока 1 2 3 и 5 а дм . Данные по определению количества водорода в никелевом покрытии приведены в табл. 6.  [c.91]

На общей кривой катодной поляризации имеется ряд характерных точек, местонахождение и особенности которых приведены в табл. 39, а также определенные области, характер работы катода для которых указан в табл. 40.  [c.263]

Как ранее было указано, электрохимическая реакция присоединения электрона к иону водорода требует некоторой энергии активации, т. е. для того, чтобы процесс разряда ионов водорода шел на электроде с определенной скоростью, необходимо сообщить ему некоторый избыточный (против равновесного) потенциал, который определяется величиной перенапряжения водорода. Потенциал разряда водородных ионов с определенной скоростью к равен сумме равновесного потенциала водородного электрода и величины перенапряжения водорода, обозначаемой г]. Под величиной перенапряжения водорода понимают сдвиг потенциала катода при данной плотности тока 1п в отрицательную сторону по сравнению с потенциалом водородного электрода в том же растворе, в тех же условиях, но при отсутствии тока в системе. Поэтому расход электрической энергии на получение водорода электролизом больше, чем это определяется термодинамическими подсчетами.  [c.42]

ОПРЕДЕЛЕНИЕ АНОДА И КАТОДА  [c.22]

В гальваническом элементе катод считается положительным полюсом, анод — отрицательным. Если ток подводится к элементу извне — от генератора или от батареи — восстановление идет на электроде, присоединенном к отрицательному полюсу внешнего источника тока, этот электрод служит катодом, а электрод, соединенный с положительным полюсом генератора, — анодом. Это определение справедливо, когда элемент генерирует ток, а также когда ток подается извне.  [c.23]


Основным фактором, определяющим скорость коррозии многих металлов в деаэрированной воде или неокисляющих кислотах, является водородное перенапряжение на катодных участках металла. В соответствии с определением поляризации, водородное перенапряжение — это разность потенциалов между катодом, на котором выделяется водород, и водородным электродом, находящимся в равновесии в том же растворе, т. е. разность измер — (—0,059 pH). Таким образом, водородное перенапряжение измеряют точно так же, как и поляризацию. Обычно считают, что водородное перенапряжение включает лишь активационную поляризацию, соответственно реакции 2Н» Hj — ё, но часто полученные значения содержат еще и омическое перенапряжение, а иногда и концентрационную поляризацию.  [c.56]

Обычно поляризуются как катодные, так и анодные участки. Это явление называется сл(е-шанным контролем. Следует заметить, что степень поляризации зависит не только от природы металла и электролита, но и от истинной площади корродирующего электрода. Если площадь поверхности анодных участков корродирующего металла очень мала, например из-за пористых поверхностных пленок, коррозия может сопровождаться значительной анодной поляризацией, даже если измерения показывают, что при данной плотности тока незащищенные участки анода поляризуются незначительно. Следовательно, отношение площадей поверхности анода и катода также является важным фактором в определении скорости коррозии. Если на график вместо суммарного коррозионного тока нанести плотность тока, например для случая, когда площадь анода составляет половину площади катода, мы получим поляризационные кривые, представленные на рис 4.9.  [c.63]

Магнетрон газонаполненный — магнетрон с холодным катодом и газовым генератором, поддерживающим определенное давление газа для обеспечения возбуждения.  [c.148]

Установка, использовавшаяся в опытах Ленарда, схематически изображена на рис. 2.3 (см. 2.3). При освещении катода в цепи возникает электрический ток (фототок). Измеряя зависимость силы фототока i от приложенной к электродам разности потенциалов и, Ленард получил кривые типа той, какая приведена на рис. 7.2 (каждая такая кривая снимается при неизменной интенсивности света и для определенной частоты).Участок  [c.159]

Это уравнение справедливо, например, для электронно-лучевой трубки в любой точке пространства между катодом и анодом. Поэтому можно взять определенный интеграл от левой части в пределах от и = О (поскольку электроны покидают катод с очень малыми начальными скоростями) до и = (скорость, с которой электроны достигают анода) интеграл от правой части берем в пределах от л = О до л = /,  [c.97]

Упражнение 3. Изотопный анализ лития. Определите процентное содержание изотопов Ы и Ьх в пробе лития по относительным интенсивностям компонент изотопов в линии 670,78 нм, измеряемым методом фотографической фотометрии (см. главу 1 4). Для анализа используйте две крайних компоненты линии. Интенсивности этих компонент сильно отличаются друг от друга. Поэтому, чтобы получить их одновременно в области нормальных почернений, рекомендуется фотографировать интерференционную картину через ступенчатый ослабитель, устанавливаемый на щели спектрографа. При этом сильную компоненту изотопа проектируют на ступеньку с минимальным пропусканием, а слабую компоненту Ы — на соседнюю ступеньку с максимальным пропусканием. Для нанесения марок почернений спектр полого катода фотографируют через ступенчатый ослабитель в отсутствие интерферометра (см. упр. 2). При фотометрическом определении интенсивности слабой компоненты необходимо учитывать фон,, интенсивность которого следует вычитать из измеренной интенсивности компоненты.  [c.86]

Определение изотопного состава по резонансной линии осложняется вследствие частичного поглощения ее излучения невозбужденными атомами лития (самопоглощение линии). Это искажает наблюдаемые интенсивности компонент. При понижении разрядного тока концентрация паров лития в полом катоде падает и самопоглощение линии уменьшается. Чтобы учесть самопоглощение, сфотографируйте интерферограммы при разных силах разрядного тока в пределах от 10 до 50 мА. Для каждого значения силы тока определите отношение интенсивностей компонент. Постройте график зависимости отношения интенсивностей компонент 7(ЬР)//(Ы ) от силы тока г. Для изотопного анализа используйте значение отношения интенсивностей, получаемое экстраполяцией графика к нулевой величине силы тока. В пределах точности достигаемой в настоящей задаче, можно считать, что полученное таким образом отношение интенсивностей компонент пропорционально отношению концентраций изотопов  [c.86]


Для определения параметров зашиты полностью пассивной конструкции расчетной моделью является труба с внутренним диаметром d,, заполненная электролитом, у одного конца которой расположен катод (рнс. 4S ).  [c.83]

Более высокое содержание углекислоты и низкое содержание кислорода в почвенном воздухе по сравнению с атмосферным обусловлены протекающими в почве биохимическими процессами. Кислород расходуется главным образом на процесс разложения органических остатков и потребляется корневыми системами растений. Весной и в начале лета на глубине, неодинаковой в разных почвах, наблюдается невысокое содержание кислорода. Зависимость воздухопроницаемости почвы и грунта от гранулометрического состава, влажности и изменения кислорода по глубине слоя является причиной образования пар дифференциальной аэрации. Анодом пары становится та часть подземного сооружения, к которой приток кислорода затруднен, а участки, омываемые достаточным количеством кислорода, служат катодами. Уменьшение аэрации в определенной степени характеризуется уменьшением электросопротивления.  [c.44]

Электроды, между которыми измеряют ток, должны быть укреплены на строго определенном расстоянии один от другого. Отношение между поверхностями анода и катода выбирают исходя из  [c.143]

Повышение КПД ЯЭГ может быть достигнуто 1) применением вместо U-235 элементов U-233 или Ри-239, что позволит при меньшей критической массе создать более тонкие слои с большим полезным выходом, 2) более совершенной конструкцией анода и экранирующих устройств, 3) применением вместо пластинчатых электродов цилиндрических, 4) использованием делящихся материалов в виде пылинок или капель, циркулирующих в системе, что позволит улавливать коллектором все частицы, разлетающиеся в разные стороны, 5) применением двухстороннего катода, при котором плазма из делящегося матерна. ча, заключается в определенную область, действующую как двухсторонний катод. Эти и ряд  [c.146]

Изменение структуры происходит при несоблюдении мер предосторожности. При тщательной подготовке шлифа также нужно считаться с деформацией слоя (рис. 2). Однако даже при механической полировке можно получить действительную структуру образца. При подготовке образцов хорошие результаты дает применение алмазной пасты в качестве полировочного средства. Процесс шлифовки и полировки тем осторожнее нужно проводить, чем мягче исследуемый металл. Возникающий при обработке слой нужно удалять соответствующим реактивом. Металлограф должен видеть, истинная ли это структура шлифа или еще деформированный слой. При анодной полировке не образуется деформированного слоя, для чистых металлов и однофазных сплавов онз является лучшей подготовкой шлифа. Для многофазных сплавов с различными электрохимическими свойствами фаз применение электрохимической полировки связано с определенными трудностями, однако благодаря правильно подобранному электролиту и в этом случае можно получить удовлетворительные результаты. Комбинированное полирование происходит при совмещении анодной и механической полировки [20, 21]. Шлиф подключают — как анод, вращающуюся полирующую шайбу — как катод. Этот способ применяют для гетерогенных сплавов, обычная анодная полировка которых вызывает осложнения.  [c.11]

Эти лампы состоят из анода, катода и газа или пара, который при определенных условиях может проводить электрический ток.  [c.443]

Иногда возникают терминологические трудности в связи с тем, что катод коррозионного элемента имеет более положительный потенциал, чем анод (см. рис. 2.6). Это обусловливается тем, что определения катод и анод даны на основе процессов, происходящих в электролите, тогда как измерение потенциалов проводится со стороны металла. Данное обстоятельство поясняется на рис. 2.8. Если электроды из железа и платины находятся в одном и том же растворе электролита с потенциалом фвг, то со стороны металла платина будет положительнее железа. Через U здесь обозначено напряжение холостого хода гальванического элемента. После замыкания выключателя 5 электроны текут от Fe (—) к Pt ( + ). Если же оба электрода с самого начала сое-  [c.59]

Определение местонахождения сравнительно крупных повреждений в изоляционном покрытии подземных трубопроводов основывается на тех же принципах, что и локализация местных анодов. В разделе 3.6.2.1 для этой цели приняли небольшую ограниченную поверхность анода и неограниченно большую поверхность катода (см. рис. 3.29, А я К). При локализации поврежденных участков покрытия в роли анода выступает катодно поляризованная сталь у поврежденного покрытия, а в роли катода — удаленный анодный заземлитель с наложением тока от постороннего источника. Характер кривых при этом остается в основном неизменным как на рис.  [c.126]

Для регулирования расстояния между электродами предусмотрено сменное регулировочное кольцо 6. При работе плaзмoтpo и газ истекает через анод. Катод с торца закрыт фланцем 1. С целью умень-щения длины и перемещения разрядного столба в сторону анода применяется подмешивание с торца катода определенной доли рабочего  [c. 42]

От имальный состав покрытия для оксидных катодов определен недавно [Л. 53], хотя в последние годы было опубликорано много противоречивых работ по это.му вопросу. Однако с,тедует помнить, что для различных случаев применений катодов могут оказаться наиболее пригодными различные составы оксидного слоя. Оказалось, что максимальная электронная эмиссия в импульсном режиме длительностью 3 мксек при частоте повторения  [c.445]

А. Н. Фрумкиным и В. Г. Левичем было теоретически доказано, что поверхность корродирующего металла остается приблизительно эквипотенциальной и при наличии неоднородностей, если только размеры включений малы, а электропроводность электролита достаточно велика, что подтверждено измерениями Г. В. Акимова и А. И. Голубева (рис. 129). Как видно из рис. 129, наблюдаются заметные изменения потенциала при переходе от одной составляющей сплава (анод—цинк, катод — FeZn,) к другой, но абсолютная величина их невелика. В тех случаях, когда нас интересует только общая величина коррозии, а не распределение ее по поверхности (например, при определении величины само-  [c. 185]


При определенном смещении потенциала в отрицательную сторону на катоде может начаться какой-либо новый процесс. В водных растворах таким процессом обычно является разряд водородных ионов, обратимый потенциал которого более чем на 1 В отрицательнее обратимого потенциала процесса ионизации кислорода. При достижении обратимого потенциала водородного электрода в данном растворе (КнЛобр на процесс кислородной деполяризации начинает накладываться процесс водородной деполяризации [кривая (1/hJo6pпроцесс катодной деполяризации будет соответствовать кривой (Ко обр A DEK на рис. 159, которую называют общй кривой катодной поляризации.  [c.242]

Катодные включения (например, Си, Pd) заметно повышают коррозионную стойкость железоуглеродистых сплавов в атмосфере даже при незначительном их содержании (десятые доли процента меди — рис. 272). В процессе коррозии медистой стали в электролит (увлажненные продукты коррозии) переходит и железо, и медь, но ионы последней, являясь по отношению к железу катодным деполяризатором, разряжаются и выделяются на его поверхность в виде мелкодисперсной меди. Медь является весьма эффективным катодом и при определенных условиях, например, при повышенной концентрации окислителя — кислорода у поверхности металла, что имеет место при влажной атмосферной коррозии, и отсутствии депассивирующих ионов, способствует пассивированию железа  [c.381]

По своей конструкции счетчик обычно представляет металлический или стеклянный баллон цилиндрической формы диаметром в несколько сантиметров с тонкой металлической нитью по оси. Диаметр нити, как правило, не превышает 1 мм. Нить оголена, но в местах ввода тщательно изолирована от стенок цилиндра и заземлена через сопротивление. Цилиндрическая трубка наполняется газом (или смесью газов) под определенным давлением. Между нитью (анод счетчика) и стенками цилиндра (катод счетчика) подается разность потенциалов примерно в 10 —10 в (рис. 7). Вблизи нити вoзн [кaeт область сильного электрического поля, в этой области и происходит газовое усиление. Коэффициент газового усиления обычно не превышает 10 .  [c.40]

Фотоэлектронный умножитель (или Tp>.1i a Кубецкого) представляет собой вакуумный электронный прибор, имеющий несколько катодов (динодов), расположенных в стеклянной трубке под определенным углом друг к другу и аноду (рис. 9). Чаще всего фотокатодом служит сурьмяноцезиевая пленка. На фотокатод /(, диноды и анод А подается определенное положительное напряжение, величина которого на каждой последующей паре возрастает по сравнению с напряжением на предыдущей паре. Фокусировка эмитируемых электронов осуществляется или с помощью дополнительного поперечного магнитного поля, или с помощью электростатического поля (устанавливаются сетки).  [c.43]

По мысли Эйнштейна вся энергия, полученная электроном, доставляется ему юветом в виде определенной порции hv, величина которой зависит от частоты света световой квант), и усваивается им целиком. Таким образом, электрон не заимствует энергию от атомов вещества катода, благодаря чему природа вещества не играет никакой роли в определении ё.  [c.638]

Линейчатый спектр газов можно возбудить весьма различными способами. Он появляется при различных видах электрического разряда через газ (гейслерова трубка, искра, дуговой разряд), при бомбардировке атомов газа электронами, испускаемыми накаленным катодом (что также можно рассматривать как одну из форм электрического разряда), при нагревании паров и газов (в пламени горелки, например), при освещении паров светом подходящей длины волны и т. д. Во всех этих случаях получаются спектральные линии, длины волн которых характерны для изучаемого газа. Однако в зависимости от условий возбуждения относительная интенсивность различных линий может сильно различаться, так что некоторые линии могут отсутствовать при тех Или иных способах возбуждения. Можно даже иногда возбудить одну-единствен-ную линию из всего линейчатого спектра. Таким образом, внешний вид спектра данного газа сильно зависит от условий возбуждения однако следует помнить, что, меняя условия возбуждения, мы можем заставить исчезнуть или появиться только определенные для каждого данного вещества линии, совокупность которых и составляет характерный для него линейчатый спектр.  [c.712]

Разрядная трубка с полым катодом. Разряд в полом катоде, широко используемый в спектроскопии высокой разрешающей силы, представляет собой разновидность тлеющего разряда с катодом особой формы в виде полости. В определенном диапазоне давлений наполняющего газа — 100 Па) внутри полости катода возникает яркое свечение с интенсивным возбуждением линий как нейтральных, так и ионизованных атомов. Это свечение является аналогом отрицательного свечения в обычном тлеющем разряде, однако имеет ряд важных особенностей. Разряд с полым катодбм характеризуется небольшой величиной катодного падения напряжения. Напряжение зажигания разряда выше, чем напряжение горения, поэтому для полого катода необходим источник питания с напряжением 1000 В.  [c.73]

Определение электродных потенциалов позволяет судить о коррозионной стойкости различных зон сварного соединения, обнаружить их наиболее уязвимые участки. Изменением потенциалов можно воспользоваться для выбора наиболее безопасного в коррозионном отношении метода и режима сварки. Особенно опасным является случай, когда шов или ЗТВ являются анодом, а основной металл — катодом макрогальванического элемента. Из-за их малой площади по сравнению с основным металлом плотность коррозионного тока будет весьма высокой, а следовательно, будет высокэй и скорость растворения.  [c.44]
Одновременно с ростом стримера, направленного от катода к аноду, начинается образование встречного лавинного потока положительно заряженных частиц, направленного к катоду. Положительный стример представляет собой канал газоразрядной плазмы. Это объясняется тем, что электронные лавины оставляют на своем пути большое число вновь образованных положительных ионов, концентрация которьк особенно велика там, где лавины получили свое наибольшее развитие, т. е. около анода. Если концентрация положительньк ионов здесь достигает определенного значения (близкого к 10 ионов в 1 см ), то, во-первых, обнаруживается интенсивная фотонная ионизация, во-вторых, электроны, освобождаемые частицами газа, поглотившими фотоны, притягиваются положительным пространственным зарядом в головную часть положительного стргсмера и, в-третьих, вследствие ионизации концентрация положительных ионов на пути стримера увеличивается. Насыщение электронами пространства, заполненного положительными зарядами, превращает эту область в проводящую газоразрядную плазму. Под влиянием ударов положительных ионов на катоде образуется катодное пятно, излучающее электроны. В результате указанных процессов и возникает пробой газа. Обычно пробой газа совершается практически мгновенно длительность подготовки пробоя газа при длине промежутка 1 см составляет 10 — 10 с. Чем больше напряжение, пркближснпОс к газовому промежутку, тем быстрее может развиться прооой. Если длительность воздействия напряжения очень мала, то пробивное напряжение повышается.  [c.119]

Предварительная ультразвуковая обработка мелкодисперсного устойчивого золя гидроокиси никеля- вызывает резкое увеличение катодной поляризащш в процессе осаждения никеля и увеличение плотности покрытия. Положительный эффект снижения пористости достигается при определенном соотношении времени обработки на аноде и катоде. Для каждого вида покрытия есть оптимальная величина соотношения, выбранная в соответствии с применяемым электролитом. Реверсивный ток используется для снижения пористости покрытий при оса>кдении меди, цинка, кадмия, никеля.  [c.68]

Одновременно с ростом стримера, направленного от катода к аноду, начинается образование встречного лавинного потока положительно заряженных частиц, направленного к катоду. Положительный стример представляет собой канал газоразрядной плазмы. Поясним это подробнее. Электронные лавины оставляют на своем пути большое число вновь образованных положительных ионов, кснцентрация которых особенно велика там, где лавины получили свое наибольшее развитие, т. е. около анода. Если концентрация положительных ионов здесь достигает определенного значения (близкого к ионов в 1 см ), то, во-первых, обнаруживается интенсивная фотонная ионизация, во-вторых, электроны, освобождаемые частицами газа, поглотившими фотоны, притягиваются положительным пространственным зарядом в головную часть положительного стримера и, в-третьих, вследствие ионизации концентрация  [c.61]

Горелка УМП-4-64, на которой производились исследования, имеет ступенчатое сопло диаметром 6/8 мм с большим диаметром на выходе. Подача порошка осуществляется за анодным пятном. Нами был изготовлен ряд сопел аналогичной конструкции, но отличных по диаметрам. На этих соплах проводилось напыление карбида вольфрама. Полученная зависимость адгезии от соотношения диаметров сопла представлена на рис. 2, Ли Б. Оптимальным соотношением оказалось 5/6. Очевидно, при меньших диаметрах вследствие недостаточной центровки катода по отношению к соплу дуга не отшнуровывается по оси сопла, а замыкается у его края в зоне начала цилиндрической части. Это приводит к слабой холодной струе в месте нагрева порошка. Большие диаметры сопла требуют большей мощности вследствие увеличенного расхода газа и также не обеспечивают необходимого прогрева порошка. Определение оптимальной зернистости порошка проводилось на выбранном сопле при мощности 28 квт. Были отсеяны следующие фракции РЭЛИТа 0—50, 50—73, 73—100 и 100—180 мк. Испытания на адгезию слоя 0.3 мм показали (рис. 2, 5, Г), что наилучшими фракциями являются 50—73 и 73—100 мк. Оптимальная мощность из условия максимальной адгезии и наибольшей стойкости сопла (рис. 2, Д) определилась в 28 КВТ при работе на аргоне и азоте. Данные по плотности и кажущейся пористости в зависимости от мощности горелки представлены на рис. 2, Е. Толщина покрытия для образцов была  [c.223]


Положительный или отрицательный анод/катод в электролитической/гальванической ячейке

Анодом является электрод, в котором реакция окисления

\begin{align} \ce{Red -> Ox + e-} \end{align}

происходит, когда катод является электродом, где реакция восстановления

\begin{align} \ce{Ox + e- -> Red} \end{align}

происходит. Так определяются катод и анод.

Гальваническая ячейка

Теперь в гальванической ячейке реакция протекает без внешнего потенциала, помогающего ей. Поскольку на аноде у вас есть реакция окисления, которая производит электроны, вы получаете нарастание отрицательного заряда в ходе реакции до достижения электрохимического равновесия. Таким образом, анод отрицательный.

С другой стороны, на катоде у вас есть реакция восстановления, которая потребляет электроны (оставляя положительные (металлические) ионы на электроде) и, таким образом, приводит к накоплению положительного заряда в ходе реакции до тех пор, пока электрохимическое равновесие не будет достиг. Таким образом, катод положительный.

Электролитическая ячейка

В электролитической ячейке вы применяете внешний потенциал, чтобы заставить реакцию двигаться в противоположном направлении. Теперь рассуждения обращаются вспять. На отрицательном электроде, где вы получили высокий электронный потенциал через внешний источник напряжения, электроны «выталкиваются» из электрода, тем самым уменьшая окисленный вид $ \ ce {Ox} $, поскольку уровень энергии электронов внутри электрода (Ферми Уровень) выше, чем уровень энергии LUMO $ \ ce {Ox} $, и электроны могут понизить свою энергию, заняв эту орбиталь — у вас есть очень реактивные электроны, так сказать. Таким образом, отрицательный электрод будет тем, где будет проводиться реакция восстановления, и, следовательно, это катод.

На положительном электроде, где вы получили низкий потенциал электрона через источник внешнего напряжения, электроны «всасываются» в электрод, оставляя позади уменьшенный вид $ \ ce {Red} $, потому что уровень энергии электронов внутри электрода (уровень Ферми) ниже энергетического уровня HOMO $ \ ce {Red} $. Таким образом, положительный электрод будет тем, где будет проводиться реакция окисления, и, таким образом, это анод.

Рассказ об электронах и водопадах

Поскольку существует некоторая путаница в отношении принципов, на которых работает электролиз, я попробую метафору, чтобы объяснить это. Электроны текут из области с высоким потенциалом в область с низким потенциалом, подобно тому, как вода падает вниз по водопаду или течет по наклонной плоскости. Причина та же: вода и электроны могут таким образом снизить свою энергию. Теперь источник внешнего напряжения действует как две большие реки, связанные с водопадами: один на большой высоте, ведущий к водопаду — это будет минус-полюс — и один на небольшой высоте, ведущей от водопада, — это было бы плюсом столб. Электроды были бы похожи на точки реки незадолго до или после водопадов на этой картине: катод подобен краю водопада, где вода падает, а анод похож на точку, где вода падает.

Хорошо, что происходит при реакции электролиза? На катоде у вас большая высота. Таким образом, электроны текут к «краю их водопада». Они хотят «упасть», потому что за ними река тянется к краю, оказывая какое-то «давление». Но куда они могут упасть? Другой электрод отделен от них раствором и обычно диафрагмой. Но есть молекулы $ \ ce {Ox} $, которые имеют пустые состояния, которые энергетически ниже энергии электрода. Эти пустые состояния похожи на небольшие пруды, расположенные на более низкой высоте, где может попасть небольшая часть воды из реки. Поэтому каждый раз, когда такая молекула $ \ ce {Ox} $ приближается к электроду, электрон имеет возможность перейти к ней и уменьшить ее до $ \ ce {Red} $. Но это не означает, что на электроде внезапно отсутствует электрон, потому что река немедленно заменяет «вытолкнутый» электрон. И источник напряжения (источник реки) не может работать сухим из-за электронов, потому что он получает свои электроны от розетки.

Теперь анод: у анода у вас низкая высота. Итак, здесь река лежит ниже, чем все остальное. Теперь вы можете представить HOMO-состояния молекул $ \ ce {Red} $ как небольшие барьерные озера, расположенные на более высокой высоте, чем наша река. Когда молекула $ \ ce {Red} $ приближается к электроду, это похоже на то, что кто-то открывает шлюзы плотины барьерного озера. Электроны движутся из HOMO в электрод, создавая таким образом молекулу $ \ ce {Ox} $. Но электроны не остаются в электроде, так сказать, они увлекаются рекой. А так как река — такая огромная сущность (много воды) и обычно течет в океан, маленькая «вода», которая добавляется к ней, не сильно меняет реку. Он остается неизменным, неизменным, так что каждый раз, когда открывается шлюз, вода из барьерного озера падает на такое же расстояние.

Что такое катод? — Советы по питанию от батареи

Катод — это электрод, на котором происходят восстановительные реакции, в которых атомы приобретают электроны. Отрицательно заряженные свободные электроны втекают в положительный полюс батареи в виде электрического тока. Поскольку электроны заряжены отрицательно, обычно считается, что электричество течет в направлении, противоположном потоку электронов. Катионы, положительно заряженные атомы, потерявшие электроны, устремляются к катоду. В батарее или топливном элементе они протекают через электролит.Анионы, отрицательно заряженные атомы с избыточными электронами, образуются на катоде и текут к аноду.

Катод присоединен к положительной клемме батареи, но сам катод поляризован, а его отрицательная клемма контактирует с электролитом внутри батареи. Таким образом, катод притягивает положительно заряженные катионы.

Катоды являются одним из ключевых компонентов аккумуляторов, топливных элементов и других поляризованных электрических устройств, таких как электронные лампы.Хотя технически катод определяется как электрод, на котором происходят реакции восстановления, когда атомы получают электроны, в перезаряжаемой батарее этот процесс идет в обратном направлении. Поэтому принято всегда называть катод электродом, который действует как катод во время разрядки батареи. На самом деле этот электрод становится анодом во время зарядки, когда ток меняется на противоположный, но обычно его продолжают называть катодом.

Катодная химия сыграла ключевую роль в разработке литий-ионных аккумуляторов.По этой причине различные аккумуляторные технологии часто называют в честь материалов, используемых в их катодах. Некоторые примеры литий-ионных технологий включают:

  • NMC использует катод из лития, никеля, марганца и оксида кобальта.
  • LMO использует катод из оксида лития-марганца.
  • LFP использует литий-железо-фосфатный катод.

Есть некоторые опасения, что в настоящее время возможности для дальнейшей оптимизации катодной химии в литий-ионных батареях могут быть ограничены.Поэтому исследовательские усилия обращаются к альтернативным материалам анода для литий-ионных аккумуляторов и совершенно новым химическим составам аккумуляторов, таким как алюминий-ионные аккумуляторы.

Что означает катод — Определение катода

Примеры употребления слова катод.

Его катоды ненадежно испускали странные голубоватые вспышки света.

Набор плоских цветных катодов , расположенных на торцевой стене в виде витража, придавал некий церковный вид.

Затем зажглась катодная лучевая трубка, и медленно вращающаяся шкала времени нарисовала картину, которую я так часто видел раньше.

Каждый фут пространства на борту должен быть заполнен дополнительными катодными пластинами для геодинных генераторов.

Он ухитрился израсходовать последний кусок катодной пластины и последнюю каплю ракетного топлива, приземлившись здесь.

Те самые катодные пластины перекошены, так что перенастроить уже никогда нельзя.

Еще одна посадка сначала, на какой-нибудь дальней станции, за едой и катодными пластинами.

Толентино щелкнул несколькими электрическими выключателями, и катод ламповый монитор флюороскопического отделения засветился светло-серым светом.

Холодный зеленый, янтарный и красный цвета электроники перемежались редкими небольшими пятнами катодного синего цвета.

Она направилась к компьютерному терминалу — клавиатуре с катодным лучевым экраном над ней — и села.

Они открыли рентгеновские лучи, катодные лучи, электрон и радиоактивность, изобрели ом, ватт, кельвин, джоуль, ампер и маленький эрг.

И эта трубка сожгла его, взорвала его, ее катоды потрескивали, как рак.

Что сам Крукс думал об этих открытиях в области катодных лучей, мы можем судить по названию «Лучезарная материя» или «Четвертое состояние материи», которое он дал своей первой публикации о них.

Этому предшествовало открытие радиоволн и катодных лучей, и за ним вскоре последовало открытие альфа-лучей, бета-лучей и гамма-лучей.

Ион аммония после прохождения электрического тока притягивается к катоду , который находится в ложке.

Что такое батарея? — Learn.sparkfun.com

Избранное Любимый 22

Введение

Батареи представляют собой набор из одной или нескольких ячеек, химические реакции которых создают поток электронов в цепи.Все батареи состоят из трех основных компонентов: анода (сторона «-»), катода (сторона «+») и электролита (вещество, которое химически реагирует с анодом и катодом).

Когда анод и катод батареи подключены к цепи, между анодом и электролитом происходит химическая реакция. Эта реакция заставляет электроны проходить через цепь и возвращаться к катоду, где происходит другая химическая реакция.Когда материал в катоде или аноде расходуется или больше не может использоваться в реакции, батарея не может производить электричество. В этот момент ваша батарея «умерла».

Батарейки, которые необходимо выбрасывать после использования, называются первичными батареями . Батареи, которые можно перезаряжать, называются вторичными батареями .

Литий-полимерные батареи, например, можно перезаряжать

Без батарей ваш квадрокоптер был бы привязан к стене, вам пришлось бы вручную заводить машину, а ваш контроллер Xbox должен был бы быть все время подключен к сети (как в старые добрые времена).Батареи предлагают способ хранения электрической потенциальной энергии в портативном контейнере.

Батарейки бывают разных форм, размеров и химического состава.

Изобретение современной батареи часто приписывают Алессандро Вольта. На самом деле все началось с удивительного происшествия, связанного с вскрытием лягушки.

Чему вы научитесь

В этом руководстве будут подробно рассмотрены следующие темы:

  • Как были изобретены батареи
  • Из каких частей состоит батарея
  • Как работает аккумулятор
  • Общие термины, используемые для описания батарей
  • Различные способы использования батарей в цепях

Рекомендуемая литература

Есть несколько понятий, с которыми вы, возможно, захотите ознакомиться перед тем, как начать читать это руководство:


Хотите изучить различные батареи?

Мы вас прикроем!

Щелочная батарея 9В

В наличии ПРТ-10218

Это ваши стандартные 9-вольтовые щелочные батареи от Rayovac.Даже не думайте пытаться перезарядить их. Используйте их с…

1

История

Срок Батарея

Исторически слово «батарея» использовалось для описания «серии подобных объектов, сгруппированных вместе для выполнения определенной функции», как в артиллерийской батарее. В 1749 году Бенджамин Франклин впервые использовал этот термин для описания серии конденсаторов, которые он соединил вместе для своих экспериментов с электричеством.Позже этот термин будет использоваться для любых электрохимических элементов, соединенных вместе с целью обеспечения электроэнергии.

Батарея лейденской банки «конденсаторы», соединенные вместе
(Изображение предоставлено Alvinrune из Викисклада)

Изобретение батареи

В один роковой день в 1780 году итальянский физик, врач, биолог и философ Луиджи Гальвани препарировал лягушку, прикрепленную к медному крючку. Когда он коснулся лягушачьей лапки железным скальпелем, та дернулась.Гальвани предположил, что энергия исходит от самой ноги, но его коллега-ученый Алессандро Вольта считал иначе.

Вольта предположил, что импульсы лапок лягушки на самом деле были вызваны различными металлами, пропитанными жидкостью. Он повторил эксперимент, используя ткань, смоченную в рассоле, вместо трупа лягушки, что привело к аналогичному напряжению. Вольта опубликовал свои открытия в 1791 году, а позже в 1800 году создал первую батарею, вольтов столб.

Вольтов столб, состоящий из стопки цинковых и медных пластин, разделенных тканью, пропитанной соляным раствором

Стопка

Volta страдала от двух основных проблем: из-за веса стека электролит вытекал из ткани, а особые химические свойства компонентов приводили к очень короткому сроку службы (около часа).Следующие двести лет уйдут на совершенствование конструкции Вольты и решение этих проблем.

Исправления в Вольтовом столбе

Уильям Круикшенк из Шотландии решил проблему утечки, положив гальваническую батарею на бок, чтобы сформировать «корытообразную батарею».

Батарея желоба решила проблему утечки вольтовой батареи

Вторая проблема, короткий срок службы, была вызвана разложением цинка из-за примесей и образованием пузырьков водорода на меди.В 1835 году Уильям Стерджен обнаружил, что обработка цинка ртутью предотвращает деградацию.

Британский химик Джон Фредерик Дэниелл использовал второй электролит, который реагировал с водородом, предотвращая отложения на медном катоде. Двухэлектролитная батарея Даниэля, известная как «ячейка Даниэля», станет очень популярным решением для обеспечения энергией зарождающихся телеграфных сетей.

Коллекция клеток Даниэля 1836 года

Первая аккумуляторная батарея

В 1859 году французский физик Гастон Планте создал батарею из двух скрученных листов свинца, погруженных в серную кислоту.При реверсировании электрического тока через батарею химический состав вернется в исходное состояние, создав таким образом первую перезаряжаемую батарею.

Позже, в 1881 году, Камилла Альфонс Фор улучшила конструкцию Планте, превратив свинцовые листы в пластины. Эта новая конструкция упростила производство аккумуляторов, и свинцово-кислотные аккумуляторы получили широкое распространение в автомобилях.

-> Дизайн обычного «автомобильного аккумулятора» существует уже более 100 лет.
(Изображение предоставлено Эмилианом Робертом Виколом из Wikimedia Commons)

Сухая камера

Вплоть до конца 1800-х годов электролит в батареях находился в жидком состоянии.Это делало транспортировку батарей очень осторожным делом, и большинство батарей никогда не предназначалось для перемещения после подключения к цепи.

В 1866 году Жорж Лекланше создал батарею, используя цинковый анод, катод из диоксида марганца и раствор хлорида аммония в качестве электролита. В то время как электролит в элементе Лекланше все еще был жидким, химический состав батареи оказался важным шагом на пути к изобретению сухого элемента.

Карл Гасснер придумал, как создать электролитную пасту из хлорида аммония и гипса.Он запатентовал новую «сухую» батарею в 1886 году в Германии.

Эти новые сухие элементы, обычно называемые «цинково-угольными батареями», производились массово и пользовались огромной популярностью до конца 1950-х годов. Хотя углерод не используется в химической реакции, он выполняет важную роль электрического проводника в угольно-цинковой батарее.

-> 3-вольтовая угольно-цинковая батарея 1960-х годов
(Изображение предоставлено PhFabre из Викисклада) <-

В 1950-х годах Льюис Урри, Пол Марсал и Карл Кордеш из компании Union Carbide (позже известной как «Eveready», а затем «Energizer») заменили электролит хлорида аммония щелочным веществом на основе химического состава батареи, сформулированного Вальдемаром. Юнгнера в 1899 г.Щелочные сухие батареи могли удерживать больше энергии, чем угольно-цинковые батареи того же размера, и имели более длительный срок хранения.

Щелочные батареи

приобрели популярность в 1960-х годах, обогнали цинко-угольные батареи и с тех пор стали стандартными первичными элементами для потребительского использования.

-> Щелочные батареи бывают разных форм и размеров
(Изображение предоставлено Aney~commonswiki из Викисклада) <-

Аккумуляторы 20-го века

В 1970-х годах COMSAT разработал никель-водородную батарею для использования в спутниках связи.Эти батареи хранят водород в газообразной форме под давлением. Многие искусственные спутники, такие как Международная космическая станция, по-прежнему используют никель-водородные батареи.

Исследования нескольких компаний с конца 1960-х годов привели к созданию никель-металлогидридной (NiMH) батареи. NiMH аккумуляторы были выпущены на потребительский рынок в 1989 году и стали более дешевой альтернативой перезаряжаемым никель-водородным элементам.

Asahi Chemical из Японии создала первую литий-ионную батарею в 1985 году, а Sony создала первую коммерческую литий-ионную батарею в 1991 году.В конце 1990-х годов для литий-ионных аккумуляторов был создан мягкий гибкий корпус, что привело к появлению «литий-полимерных» или «LiPo» аккумуляторов.

Химические реакции в литий-полимерном аккумуляторе практически такие же, как и в литий-ионном аккумуляторе

Очевидно, что было изобретено, произведено и устарело намного больше химических элементов аккумуляторов. Если вы хотите узнать больше о современных и популярных технологиях аккумуляторов, ознакомьтесь с нашим руководством по технологиям аккумуляторов.

Компоненты

Аккумуляторы

состоят из трех основных компонентов: анода , катода и электролита . Сепаратор часто используется для предотвращения соприкосновения анода и катода, если электролита недостаточно. Для хранения этих компонентов аккумуляторы обычно имеют какой-нибудь кожух .

Хорошо, большинство батарей на самом деле не разделены на три равные секции, но вы поняли идею.Лучшее поперечное сечение щелочной ячейки можно найти в Википедии.

И анод, и катод относятся к типам электродов . Электроды — это проводники, по которым электричество входит или выходит из компонента в цепи.

Анод

Электроны вытекают из анода в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» течет в анод.

На батареях анод помечен как отрицательная (-) клемма

В батарее химическая реакция между анодом и электролитом вызывает накопление электронов в аноде.Эти электроны хотят двигаться к катоду, но не могут пройти через электролит или сепаратор.

Катод

Электроны текут в катод в устройстве, подключенном к цепи. Это означает, что обычный «ток» течет из катода.

На батареях катод обозначен как положительная (+) клемма

В батареях химическая реакция внутри или вокруг катода использует электроны, произведенные в аноде.Единственный способ для электронов добраться до катода — через цепь, внешнюю по отношению к батарее.

Электролит

Электролит – это вещество, часто жидкое или гелеобразное, способное переносить ионы между химическими реакциями, протекающими на аноде и катоде. Электролит также препятствует потоку электронов между анодом и катодом, так что электроны легче проходят через внешнюю цепь, а не через электролит.

-> Щелочные батареи могут вытекать из своего электролита, гидроксида калия, при воздействии сильного нагрева или обратного напряжения
(Изображение предоставлено Вильямом Дэвисом из Викисклада) <-

Электролит имеет решающее значение в работе аккумулятора.Поскольку электроны не могут пройти через него, они вынуждены путешествовать по электрическим проводникам в виде цепи, соединяющей анод с катодом.

Сепаратор

Сепараторы представляют собой пористые материалы, препятствующие соприкосновению анода и катода, что может вызвать короткое замыкание в аккумуляторе. Сепараторы могут быть изготовлены из различных материалов, включая хлопок, нейлон, полиэстер, картон и синтетические полимерные пленки. Сепараторы химически не реагируют ни с анодом, ни с катодом, ни с электролитом.

В гальваническом столбе использовалась ткань или картон (разделитель), пропитанные солевым раствором (электролитом), чтобы держать электроды друг от друга

Ионы в электролите могут быть положительно заряжены, отрицательно заряжены и могут иметь различные размеры. Могут быть изготовлены специальные сепараторы, которые пропускают одни ионы, но не пропускают другие.

Корпус

Большинству батарей нужен способ содержать химические компоненты. Корпуса, также известные как «корпуса» или «оболочки», представляют собой просто механические конструкции, предназначенные для удержания внутренних частей батареи.

Эта свинцово-кислотная батарея имеет пластиковый корпус

Корпуса аккумуляторов могут быть изготовлены практически из чего угодно: пластика, стали, пакетов из мягкого полимерного ламината и так далее. В некоторых батареях используется проводящий стальной корпус, электрически соединенный с одним из электродов. В случае обычного щелочного элемента АА стальной корпус соединен с катодом.

Операция

Для работы батарей обычно требуется несколько химических реакций.По крайней мере, одна реакция происходит на аноде или вокруг него, и одна или несколько реакций происходят на катоде или вокруг него. Во всех случаях реакция на аноде производит дополнительные электроны в процессе, называемом окислением , а реакция на катоде использует дополнительные электроны во время процесса, известного как восстановление .

Когда переключатель замкнут, цепь замыкается, и электроны могут течь от анода к катоду. Эти электроны обеспечивают химические реакции на аноде и катоде.

По сути, мы разделяем определенный вид химической реакции, реакцию восстановления-окисления или окислительно-восстановительную реакцию, на две отдельные части. Окислительно-восстановительные реакции происходят, когда электроны переносятся между химическими веществами. Мы можем использовать движение электронов в этой реакции, чтобы течь за пределы батареи, чтобы питать нашу цепь.

Окисление анода

Эта первая часть окислительно-восстановительной реакции, окисление, происходит между анодом и электролитом и производит электроны (обозначены как e ).

В некоторых реакциях окисления образуются ионы, например, в литий-ионном аккумуляторе. В других химических реакциях расходуются ионы, как в обычной щелочной батарее. В любом случае ионы могут свободно проходить через электролит, а электроны — нет.

Катодное восстановление

Другая половина окислительно-восстановительной реакции, восстановление, происходит на катоде или вблизи него. Электроны, образующиеся в результате реакции окисления, расходуются при восстановлении.

В некоторых случаях, например, в литий-ионных батареях, положительно заряженные ионы лития, образующиеся в ходе реакции окисления, расходуются при восстановлении.В других случаях, например, в щелочных батареях, при восстановлении образуются отрицательно заряженные ионы.

Электронный поток

В большинстве батарей некоторые или все химические реакции могут происходить, даже если батарея не подключена к электрической цепи. Эти реакции могут повлиять на срок годности батареи.

По большей части реакции будут происходить в полную силу только тогда, когда электрическая проводящая цепь замкнута между анодом и катодом. Чем меньше сопротивление между анодом и катодом, тем больше электронов может протекать и тем быстрее происходят химические реакции.

Создание короткого замыкания в аккумуляторе (в данном случае даже случайного) может быть опасным. Известно, что литий-ионные батареи перегреваются и даже дымят или загораются при наличии короткого замыкания.

Мы можем пропустить эти движущиеся электроны через различные электрические компоненты, известные как «нагрузка», чтобы сделать что-то полезное. На моушн-графике в начале этого раздела мы зажигаем виртуальную лампочку нашими движущимися электронами.

Разряженная батарея

Химические вещества в батарее в конечном итоге достигнут состояния равновесия. В этом состоянии химические вещества больше не будут реагировать, и в результате батарея больше не будет генерировать электрический ток. В этот момент аккумулятор считается «разряженным».

Первичные элементы должны быть утилизированы, когда батарея разряжена. Вторичные элементы можно перезаряжать, и это достигается путем подачи обратного электрического тока через батарею.Перезарядка происходит, когда химические вещества выполняют еще одну серию реакций, чтобы вернуть их в исходное состояние.

Терминология

Люди часто используют общий набор терминов, когда говорят о напряжении батареи, емкости, возможностях источника тока и так далее.

Сотовый

Элемент относится к одному аноду и катоду, разделенным электролитом, используемым для получения напряжения и тока. Аккумулятор может состоять из одной или нескольких ячеек.Например, одна батарея типа АА представляет собой одну ячейку. Автомобильные аккумуляторы содержат шесть ячеек по 2,1 В каждая.

Обычная 9-вольтовая батарея состоит из шести щелочных элементов 1,5 В, установленных друг над другом

Первичный

Первичные клетки содержат химию, которую нельзя обратить. В результате батарея должна быть выброшена после того, как она мертва.

Среднее

Вторичные элементы можно перезарядить и вернуть их химический состав в исходное состояние.Эти элементы, также известные как «перезаряжаемые батареи», можно использовать много раз.

Номинальное напряжение

Номинальное напряжение батареи – это напряжение, указанное производителем.

Например, щелочные батареи AA указаны как имеющие напряжение 1,5 В. В этой статье от Mad Scientist Hut показано, что их протестированные щелочные батареи начинаются с напряжения около 1,55 В, а затем постепенно теряют напряжение по мере разрядки. В этом примере номинальное напряжение «1,5 В» относится к максимальному или начальному напряжению батареи.

Этот аккумуляторный блок Storm для квадрокоптеров показывает кривую разрядки их LiPo элементов, начиная с 4,2 В и падая примерно до 2,8 В по мере разрядки. Номинальное напряжение, указанное для большинства литий-ионных и LiPo элементов, составляет 3,7 В. В этом случае номинальное напряжение «3,7 В» относится к среднему напряжению батареи в течение цикла ее разрядки.

Емкость

Емкость аккумулятора — это мера количества электрического заряда, который он может отдать при определенном напряжении. Большинство аккумуляторов рассчитаны на ампер-часы (Ач) или миллиампер-часы (мАч).

Этот аккумулятор LiPo рассчитан на 1000 мАч, что означает, что он может обеспечить 1 ампер в течение 1 часа, прежде чем он будет считаться разряженным.

Большинство графиков разряда батареи показывают напряжение батареи как функцию емкости, например, эти тесты батареи AA от PowerStream. Чтобы выяснить, достаточно ли емкости аккумулятора для питания вашей схемы, найдите минимальное допустимое напряжение и найдите соответствующее значение в мАч или Ач.

C-рейтинг

Многие аккумуляторы, особенно мощные литий-ионные аккумуляторы, обозначают ток разряда как «C-Rate», чтобы более четко определить атрибуты аккумулятора.C-Rate — это скорость разряда относительно максимальной емкости аккумулятора.

1С — это величина тока, необходимая для разрядки аккумулятора за 1 час. Например, батарея емкостью 400 мАч, обеспечивающая ток 1С, будет обеспечивать 400 мА. 5С для той же батареи будет 2 А.

Большинство аккумуляторов теряют емкость при повышенном потреблении тока. Например, этот информационный график продукта от Chargery показывает, что их аккумулятор LiPo имеет меньшую емкость мАч при более высоких показателях C-Rate.

ПРИМЕЧАНИЕ: Общий совет гласит, что вы должны заряжать аккумуляторы LiPo при температуре 1C или меньше.


В Массачусетском технологическом институте есть прекрасное руководство по спецификациям аккумуляторов и терминологии, которое идет гораздо дальше этого обзора.

Использование

Одноэлементный

Некоторые схемы могут питаться от одного элемента, но убедитесь, что батарея может обеспечивать достаточное напряжение и ток.

Этот Photon Battery Shield питается от одного элемента LiPo

Если напряжение слишком высокое или слишком низкое для вашей схемы, вам, вероятно, понадобится преобразователь постоянного тока в постоянный.

Серия

Чтобы увеличить напряжение между клеммами батареи, вы можете соединить элементы последовательно. Серия означает укладку элементов встык, соединяя анод одного с катодом следующего.

Соединяя аккумуляторы последовательно, вы увеличиваете общее напряжение. Добавьте напряжение всех ячеек, чтобы определить рабочее напряжение. Емкость остается прежней.

В этом примере последовательно соединены четыре элемента по 1,5 В.Напряжение на нагрузке составляет 6 В, а общий комплект аккумуляторов имеет емкость 2000 мАч.

В большинстве устройств бытовой электроники, в которых используются щелочные батареи, батареи устанавливаются последовательно. Например, этот держатель для двух батарей типа АА может повысить номинальное напряжение до 3 В для проекта.

ПРИМЕЧАНИЕ: Если вы заряжаете литий-ионные или LiPo аккумуляторы последовательно, вам необходимо обязательно использовать специальную схему, известную как «балансир», чтобы обеспечить постоянное напряжение между элементами.Некоторые зарядные устройства, такие как это, имеют балансиры для безопасной зарядки.

Параллельный

Если напряжения одного элемента достаточно для нагрузки, вы можете добавить батареи параллельно, чтобы увеличить емкость. Обратите внимание, что это также означает увеличение доступного тока (C-Rate).

Будьте осторожны при параллельном соединении батарей! Все элементы должны иметь одинаковое номинальное напряжение и одинаковый уровень заряда. Если есть какие-либо перепады напряжения, может произойти короткое замыкание, что приведет к перегреву и возгоранию.

В этом примере четыре элемента по 1,5 В соединены параллельно. Напряжение на нагрузке остается на уровне 1,5 В, но общая емкость увеличивается до 8000 мАч.

Серия

и параллельная

Если вы хотите увеличить напряжение и емкость, вы можете комбинировать последовательные и параллельные батареи. Еще раз убедитесь, что уровень напряжения для батарей, включенных параллельно, одинаков, так как может произойти короткое замыкание.

В этом примере общее напряжение на нагрузке составляет 3 В, а общая емкость аккумуляторов составляет 4000 мАч.

В больших аккумуляторных батареях, особенно литий-ионных, вы часто видите конфигурацию, указанную с использованием букв «S» и «P» для последовательного и параллельного подключения. Конфигурация схемы выше — 2S2P. В качестве практического примера современные электромобили используют массивные батареи, соединенные последовательно и параллельно.

Ресурсы и дальнейшее продвижение

К этому моменту вы уже должны понимать, как были изобретены батареи и как они работают. Батареи — это один из способов обеспечения электроэнергией вашего проекта, и они могут быть невероятно полезны, если вам нужен портативный источник питания.

Если вы хотите узнать больше об аккумуляторах, вот еще несколько руководств:

Хотите увидеть батареи в действии? Взгляните на эти проекты, в которых используются разные батареи в разных конфигурациях:

Беспроводная связь Саймона Сплозиона

В этом учебном пособии демонстрируется одна из многих техник «взлома» Саймона. Мы расскажем, как взять ваш Simon Says Wireless.

Чтение EAP

Чтение EAP

Электричество помогает химии: гальваническое покрытие

Жидкость, разлагающаяся при прохождении через нее электрического тока, называется электролитом . Процесс называется электролизом, и две проволоки или пластины, погруженные в электролит, называются электродами . Электрод, соединенный с положительной клеммой элемента или батарея называется анодом . Электрод, подключенный к отрицательный полюс батареи называется катодом .


Давайте посмотрим, что происходит, когда два медных электрода используются в растворе. медного купороса.Цепь показана на схеме. Правая диаграмма показаны два медных электрода, погруженные в раствор сульфата меди, содержащийся в стеклянной банке. Ток поступает через анод (+), проходит через раствор, входит в катод (-), а затем выходит из катода, как показано стрелкой. В на левой диаграмме V представляет собой стеклянный сосуд, содержащий сульфат меди. (электролит), а два электрода отмечены + для анода и — для катод. Когда переключатель S замкнут, ток течет от клеммы — батареи B в направлении стрелки к аноду (+) V, через раствора к катоду (-), затем по цепи через S обратно к минусовая клемма аккумулятора Б.

Перед началом этого эксперимента вес двух медных пластин, которые должны быть использованы для анода и катода должны быть тщательно записаны для будущая ссылка. Затем поместите анод и катод в раствор медного купороса. и подключите их к аккумулятору B и переключателю S. Затем переключатель помещается в положении «включено», и ток может течь по цепи около получаса. Затем анод и катод удаляют и тщательно сушат. промокательной бумагой перед повторным взвешиванием.

Вы обнаружите, что произошла удивительная вещь. Анод теперь весит на несколько миллиграммов меньше, чем раньше, а катод весит на несколько миллиграммов больше чем раньше. Вес, потерянный анодом, точно равен выигрышу в вес на катоде. Каким-то странным образом несколько миллиграммов меди снимается с анода и проносится через электролит током и, наконец, прочно прикрепились к катоду. это самое захватывающее открытием, потому что мы научились использовать электрический ток для передачи крошечных частиц меди от анода к катоду.

Промышленность девятнадцатого века вскоре поняла, как применить это захватывающее открытие. к нашей повседневной жизни. Ученые обнаружили, что многие другие металлы могут переноситься от анода к катоду. Анод должен был быть изготовлен из металла, который желателен. для переноса на катод, а электролит должен быть подходящим раствором или соль металла. Тогда катод всегда покрывался металлом из анод. Медь, серебро, золото, никель, цинк и хром можно использовать в этот процесс, который называется гальванопокрытием.Гальваническое покрытие широко используется в промышленности по ряду причин. Во-первых, он используется для украшения. Покрытия из никеля, золота, серебра или хрома придают изделиям приятный блестящий вид и заставить их выглядеть намного дороже. Корпуса часов и столовые приборы часто покрыты гальваническим покрытием. с серебром или золотом, чтобы придать им нарядный вид, чтобы они стали привлекательными потенциальным покупателям. Рули велосипедов и блестящая фурнитура автомобилей Также привлекательна благодаря никелированию и хромированию.

Это подводит нас ко второй причине гальванопокрытия — в качестве защиты. против ржавчины или коррозии. Железо и сталь легко подвергаются коррозии при воздействии атмосфера. Детали автомобилей и блестящие детали велосипедов покрыты гальваническим покрытием. главным образом по этой причине, чтобы они могли противостоять сильному износу ежедневного использования. Цинк образует защитный слой для листов железа. процесс гальванопокрытия, который мы сейчас называем гальванопокрытием. Листы из оцинкованного железа гораздо лучше противостоят влиянию ветра и непогоды, чем листы из железа.Олово также используется в качестве защитного средства. Листы тонкого железа покрыты олово и используется для консервирования фруктов и варенья, а также для всех видов «жестяных» банок, используемых в промышленности и торговле. Подводя итог, можно сказать, что промышленность использовала процесс сначала гальванопокрытие для защиты металлических поверхностей, которые в противном случае подверглись бы коррозии; а во-вторых, придать красивый и привлекательный вид полезным изделиям. В результате наши велосипеды и автомобили, наши часы и столовые приборы, наши здания и материалы изготовления служат намного дольше и намного приятнее на вид в.

Процесс электролиза используется для производства очень чистых образцов металла. Большинство металлов, используемых в промышленности, содержат много примесей. Около 1 млн. тонн рафинированной меди производится каждый год путем электролиза. В этом случае анод состоит из сырой меди, а катод — из тонких листов чистой меди. По мере прохождения тока чистая медь с анода переходит на катод, и все примеси опадают с анода в виде грязи. Таким образом чистая медь собирается на одном электроде, а мутный осадок, падающий с катода, опускается на дно чана и периодически вынимается.

Алюминий

настолько широко используется сегодня, что мы едва ли можем вспомнить времена, когда это было недоступно. Однако несколько лет назад он был дорогим металлом, потому что был найден удовлетворительный метод коммерческого производства. Алюминиевые руды настолько распространены в природе, что ученые и инженеры предприняли множество попыток найти дешевый и удобный способ их переработки. Проблема была наконец решена электролизом с использованием угольного анода и алюминиевых руд, которые были плавится при температуре около 1000 ÷ С, как электролит.Алюминий теперь в изобилии, и каждый день он используется по-новому.

Электролиз имеет важное промышленное применение в полиграфии, поскольку он часто используется для изготовления «блоков», из которых печатаются изображения и шрифт. Восковая форма сначала изготавливается из печатного блока, который необходимо воспроизвести. С воск не проводит электричество, его посыпают графитом, чтобы поверхность становится проводником и может действовать как катод. Затем эта форма становится катод, на который с анода осаждается медь или хром.Когда воск вынут из электролита и покрыт тонкой металлической оболочкой. Воск удаляется при нагревании, а металлическая оболочка действует как форма, в которую можно заливать расплавленный металл. Плиты, изготовленные таким образом, очень износостойкие. и может быть использован для печати многих тысяч экземпляров газет, журналов и журналы.

(из General Science Н. Ахмада, В. Ф. Хокинса и В. М. Заки.)

Электролизеры

Электролитический Ячейки


Вольтовы элементы используют спонтанную химическую реакцию для запуска электрический ток по внешней цепи.Эти клетки важно, потому что они являются основой для батарей, питающих современное общество. Но они не единственный вид электрохимических клетка. Также возможно построить ячейку, которая работает на химическую систему, проводя электрический ток через система. Эти ячейки называются электролитическими ячейками . Электролиз используется для запуска окислительно-восстановительной реакции в направление, в котором это не происходит спонтанно.


Электролиз Расплавленный NaCl

Идеализированная ячейка для электролиза хлорида натрия. показано на рисунке ниже.Источником постоянного тока является подключен к паре инертных электродов, погруженных в расплавленный натрий хлористый. Поскольку соль нагревали до тех пор, пока она не растает, Na + ионы текут к отрицательному электроду и Cl ионы текут к положительному электроду.

Когда ионы Na + сталкиваются с отрицательным электродом, батарея имеет достаточно большой потенциал, чтобы заставить эти ионы забрать электроны с образованием металлического натрия.

Отрицательный электрод (катод) :   Na + + e

Cl ионы, которые сталкиваются с положительным электродом окисляются до газа Cl 2 , который при этом электрод.

Положительный электрод (анод) :   2 Кл Класс 2 + 2 е

Чистый эффект прохождения электрического тока через расплавленная соль в этой ячейке должна разлагать хлорид натрия на его элементы, металлический натрий и газообразный хлор.

Электролиз NaCl :      
  Катод (-):   Na + + e
  Анод (+):   2 Кл Класс 2 + 2 е

Потенциал, необходимый для окисления ионов Cl до Cl 2 равно -1.36 вольт и потенциал, необходимый для восстановления Na + ионов к металлическому натрию составляет -2,71 вольта. Аккумулятор, используемый для вождения следовательно, эта реакция должна иметь потенциал не менее 4,07 вольт.

Этот пример объясняет, почему процесс называется электролизом . Суффикс — lysis происходит от греческой основы, означающей ослабить или разделить. Электролиз буквально использует электрический тока для разделения соединения на его элементы.

  электролиз  
2 NaCl( л ) 2 Na( л ) + Cl 2 ( г )

Этот пример также иллюстрирует разницу между гальваническими ячейки и электролизеры.Вольтовы элементы используют энергию, переданную выключен в спонтанной реакции на выполнение электрической работы. электролитический клетки используют электрическую работу в качестве источника энергии для приведения в движение реакция в обратном направлении.

Пунктирная вертикальная линия в центре рисунка выше представляет собой диафрагму, которая удерживает производимый газ Cl 2 на аноде от контакта с металлическим натрием генерируется на катоде. Функцию этой диафрагмы можно понять, обратившись к более реалистичному рисунку Показана коммерческая ячейка Даунса, используемая для электролиза хлорида натрия. на рисунке ниже.

Газообразный хлор, образующийся на графитовом аноде, вставленном в дно этой ячейки пузырится через расплавленный натрий хлорида в воронку в верхней части ячейки. Металлический натрий, который образуется на катоде, всплывает через расплавленный хлорид натрия в натрий-сборное кольцо, из которого периодически осушенный. Диафрагма, разделяющая два электрода, представляет собой экран из железной сетки, предотвращающий взрывную реакцию, произошло бы, если бы продукты реакции электролиза поступали контакт.

Исходным сырьем для ячейки Даунса является смесь 3:2 по массе CaCl 2 и NaCl. Эта смесь используется, потому что она имеет температура плавления 580 o C, тогда как чистый хлорид натрия должен быть нагрет до более чем 800 o C, прежде чем он расплавится.


Электролиз водных NaCl

На рисунке ниже показан идеализированный рисунок ячейки, в которой водный раствор хлорида натрия подвергают электролизу.

И снова ионы Na + мигрируют в отрицательного электрода и ионы Cl мигрируют в сторону положительный электрод. Но теперь есть два вещества, которые можно на катоде восстанавливаются: ионы Na + и молекулы воды.

Катод (-):      
  Na + + e   E o красный = -2.71 В
  2 Н 2 О + 2 е Н 2 + 2 ОХ   E o красный = -0,83 В

Потому что восстанавливать воду гораздо легче, чем Na + ионов, единственным продуктом, образующимся на катоде, является газообразный водород.

Катод (-):   2 H 2 O( l ) + 2 e H 2 ( г ) + 2 OH ( водн. )

Существуют также два вещества, которые могут окисляться при анод: ионы Cl и молекулы воды.

Анод (+):      
  2 Кл Класс 2 + 2 е   E o ox = -1,36 В
  2 Н 2 О O 2 + 4 H + + 4 e   E o ox = -1.23 В

Потенциалы стандартного состояния для этих полуреакций таковы. близко друг к другу, что мы могли бы ожидать увидеть смесь Cl 2 и O 2 газ собирают на аноде. На практике единственным продукт этой реакции Cl 2 .

Анод (+):   2 Кл Класс 2 + 2 е

На первый взгляд, окислять воду легче ( E o ox = -1.23 вольта), чем ионы Cl ( E o ox = -1,36 вольта). Однако стоит отметить, что клетка никогда не позволял достичь условий стандартного состояния. Решение обычно 25% NaCl по массе, что значительно снижает потенциал, необходимый для окисления иона Cl . рН ячейка также поддерживается очень высокой, что снижает окисление потенциал для воды. Решающим фактором является явление, известное как перенапряжение , дополнительное напряжение, которое должно быть применяется к реакции, чтобы заставить ее происходить с той скоростью, с которой она имело бы место в идеальной системе.

В идеальных условиях потенциал 1,23 вольта большой достаточно для окисления воды до газа O 2 . Под реальным условиях, однако, может потребоваться гораздо большее напряжение для инициировать эту реакцию. (перенапряжение для окисления воды может достигать 1 вольта.) Тщательно выбирая электрод для максимального перенапряжения для окисления воды а затем тщательно контролируя потенциал, при котором клетка работает, мы можем гарантировать, что в этом реакция.

Таким образом, электролиз водных растворов натрия хлорид не дает таких продуктов, как электролиз расплавленного хлорид натрия. Электролиз расплавленного NaCl разлагает это складывается из его элементов.

  электролиз  
2 NaCl( л ) 2 Na( л ) + Cl 2 ( г )

Электролиз водных растворов NaCl дает смесь газообразный водород и хлор и водный раствор гидроксида натрия решение.

  электролиз  
2 NaCl( водн. ) + 2 H 2 O( л ) 2 Na + ( водный раствор ) + 2 OH ( водный раствор ) + H 2 ( г ) + Cl 2 ( г )

Поскольку спрос на хлор намного превышает спрос для натрия электролиз водного хлорида натрия является более важный коммерческий процесс.Электролиз водного раствора NaCl Решение имеет еще два преимущества. Он производит газ H 2 . на катоде, который можно собирать и продавать. Он также производит NaOH, который можно слить со дна электролизера. клетка и продана.

Вертикальная пунктирная линия на приведенном выше рисунке обозначает диафрагма, предотвращающая образование Cl 2 на аноде в этой клетке от контакта с NaOH, который накапливается на катоде.При снятии этой диафрагмы с клетка, продукты электролиза водного раствора натрия хлорид реагирует с образованием гипохлорита натрия, который является первым шаг в приготовлении гипохлоритных отбеливателей, таких как Хлорокс.

Cl 2 ( г ) + 2 OH ( водный раствор ) Cl ( водный раствор ) + OCl ( водный раствор ) + H 2 O( l )


Электролиз воды

Стандартный аппарат для электролиза воды показан на рисунок ниже.

  электролиз  
2 Н 2 О( л ) 2 H 2 ( г ) + O 2 ( г)

Пара инертных электродов запаяна на противоположных концах контейнер для сбора H 2 и O 2 газ, выделяющийся в этой реакции.Затем электроды соединяются к батарее или другому источнику электрического тока.

Сама по себе вода является очень плохим проводником электричества. Мы поэтому добавьте в воду электролит, чтобы получить ионы, которые могут протекать через раствор, тем самым завершая электрический схема. Электролит должен быть растворим в воде. Это также должно быть относительно недорогим. Самое главное, он должен содержать ионы которые труднее окислять или восстанавливать, чем воду.

2 H 2 O + 2 e Н 2 + 2 ОХ     E o красный = -0.83 В
2 Н 2 О O 2 + 4 H + + 4 e     E o ox = -1,23 В

Следующие катионы восстанавливаются труднее, чем вода: Li + , Rb + , K + , Cs + , Ba 2+ , Sr 2+ , Ca 2+ , Na + и Mg 2+ .Два из этих катионов являются более вероятными кандидатами, чем другие. потому что они образуют недорогие растворимые соли: Na + и К + .

Ион SO 4 2- может быть лучшим анионом для использовать, потому что это самый трудный анион для окисления. То потенциал окисления этого иона до пероксидисульфат-иона равен -2,05 вольта.

2 SO 4 2- S 2 O 8 2- + 2 e     E = -2.05 В

При водном растворе либо Na 2 SO 4 или K 2 SO 4 электролизуется в аппарате Как показано на рисунке выше, H 2 газ собирается на одном электрод и O 2 газ собирается на другом.

Что произойдет, если мы добавим такой индикатор, как бромтимол синий к этому аппарату? Бромтимоловый синий желтеет в кислой среде. растворах (pH < 6) и синего цвета в основных растворах (pH > 7.6). Согласно уравнениям двух полуреакций индикатор должен стать желтым на аноде и синим на катод.

Катод (-):     2 Н 2 О + 2 е Н 2 + 2 ОХ
Анод (+):     2 Н 2 О O 2 + 4 H + + 4 e


Закон Фарадея

Закон электролиза Фарадея можно сформулировать следующим образом. количество вещества, потребленного или произведенного на одном из электродов в электролитической ячейке прямо пропорциональна количество электричества, которое проходит через клетку.

Чтобы использовать закон Фарадея, мы должны признать связь между током, временем и количеством электричества заряд, протекающий по цепи. По определению один кулон заряд передается при протекании тока силой 1 ампер в течение 1 секунды.

1 Кл = 1 ампер-с

Пример: Чтобы проиллюстрировать, как можно использовать закон Фарадея, давайте рассчитать количество граммов металлического натрия, которое образуется при катод при 10.Ток 0 ампер пропускают через расплавленный натрия хлорида в течение 4 часов.

Начнем с расчета количества электрического заряда, протекает через клетку.

Прежде чем мы сможем использовать эту информацию, нам нужен мост между эта макроскопическая величина и явление, происходящее на атомный масштаб. Этот мост представлен постоянной Фарадея, который описывает количество кулонов заряда, переносимого моль электронов.

Таким образом, количество молей электронов, переданных при Через ячейку может пройти 144 000 Кл электрического заряда. рассчитывается следующим образом.

Согласно сбалансированному уравнению реакции, которая происходит на катоде этой ячейки, мы получаем один моль натрия за каждый моль электронов.

Катод (-):   Na + + e

Таким образом, мы получаем 1.49 молей или 34,3 грамма натрия в 4,00 часы.

Последствия этого вычисления интересно. Нам пришлось бы проводить этот электролиз более два дня, чтобы приготовить фунт натрия.

Мы можем расширить общий шаблон изложенные в этом разделе, чтобы ответить на вопросы, которые могут показаться невозможно на первый взгляд.

определение, этимология и использование, примеры и родственные слова

  • Катодно-лучевой

  • Ворднет 3.6

    • катод: отрицательно заряженный электрод, являющийся источником электронов, поступающих в электрическое устройство
    • катод: положительно заряженный вывод гальванического элемента или аккумуляторной батареи, подающий ток
    • ***

Пересмотренный полный словарь Вебстера

    • n Катод (физика) Часть гальванической батареи, посредством которой электрический ток покидает вещества, через которые он проходит, или поверхность, по которой электрический ток выходит из электролита; отрицательный полюс; — в отличие от анода.
    • ***

Вековой словарь и энциклопедия

    • n катод Отрицательный полюс электрического тока: противоположный электроду или аноду. Также пишется катод. Также называется катэлектродом.
    • ***

Словарь Чемберса «Двадцатый век»

    • n Катод kath-ōd’ отрицательный полюс или электрод гальванической батареи, в отличие от анода: поверхность, контактирующая с отрицательным полюсом: объект, подлежащий гальваническому покрытию — прил.Соборный.
    • ***

Пересмотренный полный словарь Вебстера

гр. спуск; вниз + путь

Словарь двадцатого века Чемберса

гр. катодос , спуск, ката , вниз, ходос , путь.

В литературе:

Вскоре после этого Ленард обнаружил, что катодные лучи можно заставить проходить изнутри разрядной трубки наружу.

«История науки, том 3 (из 5)» Генри Смита Уильямса

Катодные лучи тогда принимались за полеты отрицательно заряженных частиц, движущихся с большими скоростями.

«Дарвин и современная наука» AC Seward and Others

Электронно-лучевая фотография кита, на которой изображен я, настоящий Иона, сидящий внутри.

«Зачарованная пишущая машинка» Джона Кендрика Бэнгса

Следует избегать удаления водорода с катода или, во всяком случае, не допускать его накопления.

«Scientific American Supplement, No. 586, 26 марта 1887 г.» от различных

Катод описан, 663, 824.

«Экспериментальные исследования электричества, том 1» Майкла Фарадея

Пятно на катоде, которое лучше всего использовать в виде куска платиновой фольги площадью около 1 кв.

«Приложение к журналу Scientific American, № 810, 11 июля 1891 г.» от различных

Подобным образом углерод является отрицательным элементом или катодом, а его вывод обозначается как отрицательный полюс.

«Электричество для мальчиков» И. С. Зербе

На схеме трубки видно, что основная трубка расширена по краям катода.

«О лабораторных искусствах» Ричарда Трелфолла

Но они ничтожны по сравнению с ярким свечением, исходящим от катода или отрицательного провода.

«Маленькие шедевры науки:» по разным

Я сгибаю их в вогнутом катоде силы над городом.

«Поразительные истории сверхнауки, август 1930 г.» от различных

***

В новостях:

FreeWave Technologies объявила о том, что она называет первым беспроводным запатентованным радиосетевым устройством с батарейным питанием для удаленного мониторинга катодной защиты.

Столкновение катодных лучей.

LG Electronics Inc, Panasonic Corp и Royal Philips Electronics NV могут быть оштрафованы антимонопольными органами ЕС в течение нескольких недель за соглашения о фиксировании цен на электронно-лучевые трубки, используемые в телевизорах, заявили четыре человека.

Никто не хочет электронно-лучевых телевизоров, даже переработчики электронных отходов.

Как будто эта пачка брошенных телевизоров, включая модели с электронно-лучевой трубкой, ждет своего часа.

Еще во времена электронно-лучевых трубок видеоарт был областью скучного, зернистого неясного и документального.

В результате исследователи использовали сбалансированную топологию с двумя диодами Шоттки с шунтирующим барьером и заземленными катодами, что может увеличить выходную мощность, используемую для реализации КМОП.

Медь, полная катодная пластина на фунт.

Медь — 3,6889 долларов США Катодная пластина, LME.

Медь — 3,7760 долл. США Катодная сплошная пластина, LME.

Эти картели для электронно-лучевых трубок являются «картелями учебников».

По иронии судьбы, несмотря на то, что изображения с электронно-лучевых трубок (ЭЛТ) медленно уходят в небытие, они по-прежнему остаются наиболее точным способом воспроизведения цвета среди всех электронных технологий обработки изображений.

TM0497-2012 Методы измерения, относящиеся к критериям катодной защиты подземных или подводных металлических трубопроводных систем.

Снаружи они немного напоминают старые кинескопы, но внутри, вместо электронно-лучевой камеры в форме головастика, в них находится крошечный проектор, который проецирует изображения на экран, который вы видите.

BASF и Volvo отмечают 30-летие партнерства в области производства катодных электронных покрытий в Швеции.

***

В науке:

Мэтисон, «Исследование шевронных катодных площадок для кодирования положения в газопропорциональных камерах с очень высокой скоростью», IEEE Trans. на Нукл.

Испытания прототипа для ALICE TRD

На рис. 2 показана развертка усиления g в зависимости от приложенного катодного напряжения UK для всех каналов.

Разработка гибридного фотодиода и его входной электроники для эксперимента BTEV

В нижней части криостата расположены четыре ФЭУ считывания ксенонового света, а также схема распределения ВН для проводов и катода.

Прототип комптоновского телескопа LXeGRIT: текущее состояние и перспективы на будущее

Замените катод и высоковольтные соединения для работы TPC в электрическом поле 3 кВ/см.

Прототип комптоновского телескопа LXeGRIT: текущее состояние и перспективы на будущее

Заменив катод и высоковольтные соединения, мы сможем увеличить приложенное напряжение с 9 кВ до 25 кВ, необходимое для дрейфового поля 3 кВ/см.

Прототип комптоновского телескопа LXeGRIT: текущее состояние и перспективы на будущее

***

Размышления о химии катодов литий-ионных аккумуляторов

  • Арманд, М. и Тараскон, Дж. М. Создание лучших аккумуляторов. Природа 451 , 652–657 (2008).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Мантирам, А. Взгляд на технологию ионно-литиевых аккумуляторов. ЦЕНТР ACS. науч. 3 , 1063–1069 (2017).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Гуденаф, Дж. Б. и Парк, К.-С. Литий-ионная аккумуляторная батарея: перспектива. Дж. Ам. хим. соц. 135 , 1167–1176 (2013).

    Артикул КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Уиттингем, М.S. & Jacobson, A.J. Intercalation Chemistry (Academic Press, New York, 1982).

    Google ученый

  • Аронсон, С., Салцано, Ф.Дж. и Беллафиоре, Д. Термодинамические свойства пластинчатых соединений калия и графита по измерениям ЭДС твердого тела. J. Chem. физ. 49 , 434–439 (1968).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Гэмбл, Ф.Р. и др. Интеркаляционные комплексы оснований Льюиса и слоистых сульфидов: большой класс новых сверхпроводников. Наука 174 , 493–497 (1971).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Томпсон, А. Х. Рассеяние электронов в TiS 2 . Физ. Преподобный Летт. 35 , 1786–1789 (1975).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Уиттингем, М.S. Хранение электроэнергии и химия интеркаляции. Наука 192 , 1126–1127 (1976).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Кох В. Р. Состояние вторичного литиевого электрода. J. Power Sources 6 , 357–370 (1981).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Брандт, К. Историческое развитие вторичных литиевых батарей. Твердотельный ион. 69 , 173–183 (1994).

    Артикул КАС Google ученый

  • Goodenough, J. B. Metallic Oxides. Прог. Химия твердого тела. 5 , 145–399 (1971).

    Артикул КАС Google ученый

  • Mizushima, K., Jones, P.C., Wiseman, P.J. & Goodenough, J.B. Li x CoO 2 (0 < x < 1): новый катодный материал для аккумуляторов с высокой плотностью энергии. Матер. Рез. Бык. 15 , 783–798 (1980).

    Артикул КАС Google ученый

  • Нисидзава, М., Ямамура, С., Ито, Т. и Учида, И. Необратимое изменение проводимости Li 1–x CoO 2 при электрохимическом введении/извлечении лития, желательно для применения в батареях. Хим. Сообщение . 1631 (1998).

  • Чебиам, Р. В., Прадо, Ф. и Мантирам, А.Синтез мягкой химии и характеристика слоистого Li 1−x Ni 1−y Co y O 2−δ (0 ≤ x ≤ 1 и 0 ≤ y ≤ 1). Хим. Матер. 13 , 2951–2957 (2001).

    Артикул КАС Google ученый

  • Чебиам, Р. В., Каннан, А. М., Прадо, Ф. и Мантирам, А. Сравнение химической стабильности катодов с высокой плотностью энергии литий-ионных аккумуляторов. Электрохим.коммун. 3 , 624–627 (2001).

    Артикул КАС Google ученый

  • Венкатраман С., Шин Ю. и Мантирам А. Фазовые соотношения и структурная и химическая стабильность заряженных Li 1−x CoO 2−δ и Li 1-x Ni 0,85 Co 0,15 O 2-δ . Электрохим. Твердотельное письмо. 6 , A9–A12 (2003 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Брюс П.Г. и Армстронг, А. Р. Синтез слоистого LiMnO 2 в качестве электрода для перезаряжаемых литиевых батарей. Природа 381 , 499–500 (1996).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ Google ученый

  • ДеПиччиотто, Л. А., Теккерей, М. М., Дэвид, В. И. Ф., Брюс, П. Г. и Гуденаф, Дж. Б. Структурная характеристика делитированного LiVO 2 . Матер. Рез. Бык. 19 , 1497–1506 (1984).

    Артикул КАС Google ученый

  • Dutta, G., Manthiram, A. & Goodenough, JB Химический синтез и свойства Li 1−δ−x Ni 1+δ O 2 и Li[Ni 2 70571 ]O 4 . J. Solid State Chem. 96 , 123–131 (1992).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Ружье, А., Граверо П. и Дельмас К. Оптимизация состава электродных материалов Li 1−z Ni 1+z O 2 : структурные, магнитные и электрохимические исследования. Дж. Электрохим. соц. 143 , 1168–1175 (1996).

    Артикул КАС Google ученый

  • Thackeray, мм, Дэвид, Wif & Goodenoush, JB Структурная характеристика лишированных оксидов ЛИ 4 и Li x Fe 2 O 3 (0 < х < 2). Матер. Рез. Бык. 17 , 785–793 (1982).

    Артикул КАС Google ученый

  • Теккерей, М. М., Дэвид, В. И. Ф., Брюс, П. Г. и Гуденаф, Дж. Б. Введение лития в марганцевые шпинели. Матер. Рез. Бык. 18 , 461–472 (1983).

    Артикул КАС Google ученый

  • Thackeray, M.M. Структурные соображения слоистых и шпинельных литированных оксидов для литий-ионных аккумуляторов. Дж. Электрохим. соц. 142 , 2558–2563 (1995).

    Артикул КАС Google ученый

  • Гаммов, Р. Дж., де Кок, А. и Теккерей, М. М. Улучшенное сохранение емкости в перезаряжаемых литий-оксидных (шпинельных) элементах на 4 В. Твердотельный ион. 69 , 59–67 (1994).

    Артикул КАС Google ученый

  • Чой, В.и Мантирам, А. Сравнение растворения ионов металлов в катодах ионно-литиевых батарей. Дж. Электрохим. соц. 153 , A1760–A1764 (2006 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Хантер, Дж. К. Получение новой кристаллической формы диоксида марганца: λ-MnO 2 . J. Solid State Chem. 39 , 142–147 (1981).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Чун Чжан, К.и другие. Осаждение Mn(II) на анодах и его влияние на затухание емкости в шпинельных системах манганат лития–углерод. Нац. коммун. 4 , 2437 (2013).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • de Picciotto, L.A. & Thackeray, M.M. Реакции внедрения/экстракции лития с LiV 2 O 4 . Матер. Рез. Бык. 20 , 1409–1420 (1985).

    Артикул Google ученый

  • Томас, М.GSR, David, WIF, Goodenough, JB & Groves, P. Синтез и структурная характеристика нормальной шпинели Li[Ni 2 ]O 4 . Матер. Рез. Бык. 20 , 1137–1146 (1985).

    Артикул КАС Google ученый

  • Чой С. и Мантирам А. Синтез и электрохимические свойства LiCo 2 O 4 шпинельных катодов. Дж. Электрохим. соц. 149 , A162–A166 (2002 г.).

    Артикул КАС Google ученый

  • Kan, WH, Huq, A. & Manthiram, A. Низкотемпературный синтез, структурная характеристика и электрохимия богатого никелем шпинелеподобного LiNi 2–y Mn y O 4 (0,4 ≤ у ≤ 0,1). Хим. Матер. 27 , 7729–7733 (2015).

    Артикул КАС Google ученый

  • Чжун, К., Бонакдарпур А., Чжан М., Гао Ю. и Дан Дж. Р. Синтез и электрохимия LiNi x Mn 2−x O 4 . Дж. Электрохим. соц. 144 , 205–213 (1997).

    Артикул КАС Google ученый

  • Мантирам А., Чемелевски К. и Ли Э.-С. Перспектива высоковольтного катода LiMn 1,5 Ni 0,5 O 4 шпинели для литий-ионных аккумуляторов. Энергетика Окружающая среда. науч. 7 , 1339–1350 (2014).

    Артикул КАС Google ученый

  • Гопалакришнан, Дж. и Мантирам, А. Топохимически контролируемое восстановление водородом молибдатов редкоземельных металлов, связанных с шеелитом. Далтон Транс. 3 , 668–672 (1981).

    Артикул Google ученый

  • Мантирам, А.& Goodenough, J.B. Введение лития в каркасы Fe 2 (MO 4 ) 3 : сравнение M = W с M = Mo. J. Solid State Chem. 71 , 349–360 (1987).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Мантирам, А. и Гуденаф, Дж. Б. Введение лития в каркас Fe 2 (SO 4 ) 3 . J. Power Sources 26 , 403–406 (1989).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Мантирам, А., Суиннеа, Дж.С., Суи, З.Т., Стейнфинк, Х. и Гуденаф, Дж.Б. Влияние изменения содержания кислорода на кристаллическую структуру и фазовый состав сверхпроводника YBa 2 Cu 3 O 7-х . Дж. Ам. хим. соц. 109 , 6667–6669 (1987).

    Артикул КАС Google ученый

  • Ахуджа, Г.Исследование некоторых соединений лития для введения. Кандидат наук. Диссертация, глава 5, стр. 92–114, Техасский университет в Остине (1991).

  • Падхи, А. К., Нанджундасвами, К. С. и Гуденаф, Дж. Б. Фосфооливины в качестве материалов положительного электрода для перезаряжаемых литиевых батарей. Дж. Электрохим. соц. 144 , 1188–1194 (1997).

    Артикул КАС Google ученый

  • Маскелье, К.и Крогеннек, Л. Полианионные (фосфаты, силикаты, сульфаты) каркасы в качестве электродных материалов для перезаряжаемых литиевых (или натриевых) аккумуляторов. Хим. Ред. 113 , 6552–6591 (2013).

    Артикул КАС Google ученый

  • Huang, H., Yin, SC, Kerr, T., Taylor, N. & Nazar, LF Наноструктурированные композиты: большая емкость, высокая скорость Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 /угольный катод для перезаряжаемых литиевых батарей. Доп. Матер. 14 , 1525–1528 (2002).

    Артикул КАС Google ученый

  • Цзянь З. и др. Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 с углеродным покрытием в качестве нового электродного материала для натрий-ионных аккумуляторов. Электрохим. коммун. 14 , 86–89 (2012).

    Артикул КАС Google ученый

  • Говер Р.К.Б., Брайан А., Бернс П. и Баркер Дж. Электрохимические свойства внедрения фторфосфата натрия ванадия, Na 3 V 2 (PO 4 ) 2 F 3 . Твердотельный ион. 177 , 1495–1500 (2006).

    Артикул КАС Google ученый

  • Нитта Н., Ву Ф., Ли Дж. Т. и Юшин Г. Материалы для литий-ионных аккумуляторов: настоящее и будущее. Матер. Сегодня 18 , 252–264 (2015).

    Артикул КАС Google ученый

  • Даути Д. Х. и Рот Э. П. Общее обсуждение безопасности литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. соц. Интерфейс 21 , 37–44 (2012).

    КАС Google ученый

  • Данн Б., Камат Х. и Тараскон Дж.-М. Аккумулятор электроэнергии для сети: батарея выбора. Наука 334 , 928–935 (2011).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Ким, Дж. С. и др. Электрохимические и структурные свойства xLi 2 M′O 3 .(1−x)LiMn 0,5 Ni 0,5 O 2 электроды для литиевых батарей (M′ = Ti, Mn, Zr; 0 ≤ x ≤ 0,3). Хим. Матер. 14 , 1996–2006 (2004).

    Артикул КАС Google ученый

  • Армстронг, А.Р. и др. Демонстрация потери кислорода и связанной с этим структурной реорганизации в катоде литиевой батареи Дж. Ам. хим. соц. 128 , 8694–8698 (2006).

    Артикул КАС Google ученый

  • Асат Г. и Тараскон Ж.-М. Фундаментальное понимание и практические проблемы анионной окислительно-восстановительной активности в литий-ионных батареях. Нац. Энергия 3 , 373–386 (2018).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Ли В., Эриксон Э. и Мантирам А. Катоды из слоистого оксида с высоким содержанием никеля для автомобильных аккумуляторов на основе лития. Нац. Энергия 5 , 26–24 (2020).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС Google ученый

  • Ли, В. и др. Динамическое поведение межфазных границ и его влияние на материалы катода с высокой плотностью энергии в литий-ионных батареях. Нац. коммун. 8 , 14589 (2017).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Ли, В. и др. Mn по сравнению с Al в многослойных оксидных катодах в литий-ионных батареях: всесторонняя оценка долгосрочной циклируемости. Доп. Энергия Матер. 8 , 1703154 (2018).

    Артикул КАС Google ученый

  • Ли, Дж.и Мантирам, А. Всесторонний анализ межфазной и структурной эволюции при длительном циклировании катодов со сверхвысоким содержанием никеля в литий-ионных батареях. Доп. Энергия Матер. 9 , 1

    1 (2019).

    Артикул КАС Google ученый

  • Цзоу, Л. и др. Легирование решеткой регулирует межфазные реакции в катоде для повышения устойчивости к циклированию. Нац. коммун. 10 , 3447 (2019).

    Артикул ОБЪЯВЛЕНИЯ КАС пабмед ПабМед Центральный Google ученый

  • Ю, Ю., Челио, Х., Ли, Дж., Долокан, А. и Мантирам, А. Стабильный химический состав поверхности по отношению к окружающему воздуху модифицированных катодов с высоким содержанием никеля для литий-ионных аккумуляторов. Анжю. хим. Междунар. Эд. 57 , 6480–6485 (2018).

    Артикул КАС Google ученый

  • Цзи, X., Ли, К.Т. и Назар, Л.Ф. Высокоупорядоченный наноструктурированный углерод-серный катод для литий-серных батарей.

  • alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.