Improvement in the discharge charac

Improvement in the discharge characteristics of zinc–carbon
primary cells: a comparative study with various
carbon additives
S. Sundar Pethaiah & J. Arun Kumar & P. Kalyani
Received: 13 June 2010 / Revised: 22 September 2010 / Accepted: 12 December 2010 / Published online: 12 January 2011
# Springer-Verlag 2011
Abstract The discharge capacity of zinc–carbon cells
(Leclanche cell) is limited by the performance of the
cathode material (MnO2) and physical properties of carbon
powder added to MnO2. Acetylene black, Vulcan XC 72,
Black Pearls 2000, and a carbon composite (consisting of
50% acetylene black and 50% Black Pearls 2000®) were
evaluated as cathode additives in test cells and were
compared. The study indicated that cathode mixture with
Black Pearls 2000®showed improvement in performance
than acetylene black, the most commonly used carbon in
commercial zinc–carbon cells. The performance of the test
cells was found to have a correlation with the physical
properties of the carbons used.
Keywords Zinc–carbon cell . Leclanche cell . Dry cell .
Acetylene black . Black pearls 2000® . Composite carbon
Introduction
Over 50 years, the zinc–carbon cell or Leclanche cell, or
most popularly known as “dry cell” is the widely used
primary battery because of its ability to power-up a wide
range of industrial and domestic/consumer electronic
gadgets and cost affordability, in turn, due to its wellestablished
manufacturing technology and unassailable
reliability in performance. The cell consists of a composite
of manganese dioxide and carbon powder as positive
electrode or cathode, high pure zinc metal as the negative
electrode or anode, and a solution of ammonium chloride
and/or zinc chloride solution as the electrolyte.
The “general-purpose” Leclanche cell uses a mixture of
ammonium chloride and zinc chloride, whereas in heavyduty
cells, zinc chloride (15–40 %) is used as an electrolyte
[1]. The chemical processes occurring in Leclanche cells
are very complicated, since the reaction is dependent on
type and concentration of the electrolyte used, temperature
of operation, and electrochemical factors like the discharge
rate, depth of discharge, etc. The overall cell reaction for
cells using ammonium chloride electrolyte and zinc
chloride electrolyte may be represented by the following
equations:
2MnO2þ2NH4ClþZn ! 2MnOOHþZn NH3 ð Þ
2Cl2
ð½ref :1Þ
8MnO2þ8H2OþZnCl2þ4Zn ! 8MnOOHþZnCl2:4ZnðOHÞ
2
ð½ref :2Þ
In most of the commercial zinc–carbon cells, zinc at the
anode side is being taken in excess, and hence, the
discharge capacity depends on the characteristics of the
cathode such as conductivity and ability to retain the
electrolyte in its matrix. Furthermore, carbon powder is
usually added to the manganese dioxide cathode mix in
order to improve its conductivity [3, 4], electrolyte
retention, compressibility, and elasticity. According to
Fischer and Wissler [5], five requisite features desirable
for carbon powders to be used in batteries are (1) crystalline
structure, (2) texture, (3) particle size distribution, (4)

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ปรับปรุงในลักษณะปล่อยของสังกะสีคาร์บอนเซลล์หลัก: การศึกษาเปรียบเทียบกับต่าง ๆสารคาร์บอนS. Sundar Pethaiah & Kumar อรุณ J. P. Kalyaniรับ: 13 2010 มิถุนายน / แก้ไข: 22 2553 กันยายน / ยอมรับ: 12 2010 ธันวาคม / เผยแพร่ออนไลน์: 12 2554 มกราคม# springer-Verlag 2011บทคัดย่อกำลังปล่อยเซลล์คาร์บอนสังกะสี(Leclanche เซลล์) ถูกจำกัด ด้วยประสิทธิภาพของการวัสดุแคโทด (MnO2) และคุณสมบัติทางกายภาพของคาร์บอนผงเพิ่ม MnO2 สีดำ กับอะเซทิลีนวูลแคน XC 72สีดำไข่มุก 2000 และส่วนประกอบคาร์บอน (ประกอบด้วย50% กับอะเซทิลีนดำ และ 50% ® 2000 ไข่มุกดำ) ได้ประเมินเป็นแคโทดสารในทดสอบเซลล์ และมีเปรียบเทียบ การศึกษาระบุว่า ผสมผสานระหว่างแคโทดกับ® 2000 ไข่มุกดำที่แสดงให้เห็นว่าการปรับปรุงประสิทธิภาพการทำงานกว่าสีดำกับอะเซทิลีน ที่ใช้คาร์บอนในเซลล์สังกะสีคาร์บอน ประสิทธิภาพของการทดสอบเซลล์ที่พบมีความสัมพันธ์กับทางกายภาพคุณสมบัติของ carbons ใช้คำสำคัญเซลล์คาร์บอนสังกะสี เซลล์ Leclanche เซลล์แห้งสีดำกับอะเซทิลีน แบล็คเมย์ 2000 ® คาร์บอนคอมโพสิตแนะนำ50 ปี เซลล์คาร์บอนสังกะสี หรือ Leclanche เซลล์ หรือส่วนใหญ่รู้จักเป็น "เซลล์แห้ง" ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายแบตเตอรี่หลักเนื่องจากความสามารถในการเป็นพลังงานขึ้นอุตสาหกรรมและภายในประเทศ/อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคโปรแกรมเบ็ดเตล็ดและทุนสามารถในการจ่าย ในเลี้ยว เนื่องจากการ wellestablishedเทคโนโลยีการผลิต และ unassailableความน่าเชื่อถือในประสิทธิภาพ เซลล์ประกอบด้วยส่วนประกอบแมงกานีสไดออกไซด์และผงคาร์บอนเป็นบวกอิเล็กโทรดหรือแคโทด โลหะสังกะสีบริสุทธิ์สูงเป็นการลบอิเล็กโทรด หรือขั้ว และโซลูชั่นของแอมโมเนียมคลอไรด์หรือสังกะสีคลอไรด์ solution เป็นอิเล็กโทรไลเซลล์ Leclanche "เม็ด" ใช้ส่วนผสมของแอมโมเนียคลอไรด์และสังกะสีคลอไรด์ ในขณะที่ใน heavydutyเซลล์ สังกะสีคลอไรด์ (15-40%) จะใช้เป็นอิเล็กโทรผิด[1] . กระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ Leclancheมีความซับซ้อนมาก เนื่องจากปฏิกิริยาจะขึ้นอยู่กับชนิดและความเข้มข้นของอิเล็กโทรที่ใช้ อุณหภูมิการดำเนินการ และปัจจัยทางเคมีไฟฟ้าเช่นการจำหน่ายอัตรา ความลึกของปล่อย ฯลฯ ปฏิกิริยาของเซลล์ทั้งหมดในเซลล์ที่ใช้อิเล็กโทรแอมโมเนียคลอไรด์และสังกะสีอิเล็กโทรคลอไรด์จะถูกแสดง ด้วยต่อไปนี้สมการ:2MnO2þ2NH4ClþZn 2MnOOHþZn NH3 ðÞ2Cl 2ð½ref: 1 Þ8MnO2þ8H2OþZnCl2þ4Zn 8MnOOHþZnCl2:4ZnðOHÞ2ð½ref: 2 Þในที่สุดเซลล์สังกะสีคาร์บอน สังกะสีที่ด้านแอโนดจะถูกถ่ายในส่วนที่เกิน และด้วยเหตุ นี้ การจำหน่ายกำลังการผลิตขึ้นอยู่กับลักษณะของการแคโทดนำและความสามารถในการรักษาอิเล็กโทรในเมทริกซ์ของ นอกจากนี้ มีผงคาร์บอนโดยปกติจะเพิ่มผสมแมงกานีสไดออกไซด์แคโทดในสั่งปรับปรุงการนำ [3, 4], อิเล็กโทรรักษา compressibility และความยืดหยุ่น ตามที่ฟิสเชอร์และ Wissler [5], 5 จำเป็นต้องสำหรับคาร์บอน ผงที่จะใช้ในแบตเตอรี่จะ (1) ผลึกโครงสร้าง พื้นผิว (2) การ กระจายขนาดอนุภาค (3), (4)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การปรับปรุงในลักษณะการปล่อยคาร์บอนสังกะสีเซลล์หลัก: การศึกษาเปรียบเทียบกับต่าง ๆ คาร์บอนสารเอส Sundar Pethaiah และเจมาร์อรุณแอนด์พี Kalyani ที่ได้รับ: 13 มิถุนายน 2010 / ปรับปรุง: 22 กันยายน 2010 / ได้รับการยืนยัน: 12 ธันวาคม 2010 / เผยแพร่ออนไลน์: 12 มกราคม 2011 # Springer-Verlag 2011 บทคัดย่อกำลังการผลิตจำหน่ายของเซลล์สังกะสีคาร์บอน( เซลล์ LECLANCHE) ถูก จำกัด โดยผลการดำเนินงานของวัสดุแคโทด(MnO2) และคุณสมบัติทางกายภาพของคาร์บอนผงเพิ่มไปยังMnO2 สีดำอะเซทิลีน, Vulcan XC 72, ไข่มุกดำ 2000 และคาร์บอนคอมโพสิต (ประกอบด้วย50% อะเซทิลีนสีดำและสีดำ 50% ไข่มุก2000®) ได้รับการประเมินว่าเป็นสารเติมแต่งแคโทดในเซลล์ทดสอบและเปรียบเทียบ ผลการศึกษาชี้ให้เห็นว่าส่วนผสมแคโทดกับไข่มุกดำ2000®showedปรับปรุงประสิทธิภาพกว่าอะเซทิลีนสีดำคาร์บอนที่ใช้กันมากที่สุดในเซลล์สังกะสีคาร์บอนในเชิงพาณิชย์ ผลการดำเนินงานของการทดสอบเซลล์ก็พบว่ามีความสัมพันธ์กับทางกายภาพคุณสมบัติของคาร์บอนที่ใช้. คำสังกะสีคาร์บอนมือถือ เซลล์ LECLANCHE เซลล์แห้ง. อะเซทิลีนสีดำ ไข่มุกดำ2000® คาร์บอนคอมโพสิตบทนำกว่า50 ปีที่ผ่านมามือถือสังกะสีคาร์บอนหรือเซลล์ LECLANCHE หรือที่รู้จักกันแพร่หลายเป็น"เซลล์แห้ง" เป็นที่ใช้กันอย่างแพร่หลายแบตเตอรี่หลักเพราะความสามารถในการใช้พลังงานขึ้นกว้างช่วงของอุตสาหกรรมและในประเทศ/ อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคแกดเจ็ตและการจ่ายค่าใช้จ่ายในการเปิดเนื่องจาก wellestablished ของเทคโนโลยีการผลิตและการทำร้ายความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน เซลล์ประกอบด้วยคอมโพสิตของแมงกานีสไดออกไซด์และผงคาร์บอนเป็นบวกขั้วหรือแคโทดโลหะสังกะสีบริสุทธิ์สูงเป็นเชิงลบขั้วหรือขั้วบวกและการแก้ปัญหาของแอมโมเนียมคลอไรและ/ หรือสังกะสีแก้ปัญหาคลอไรด์เป็นอิเล็กโทรไล. ว่า "วัตถุประสงค์ทั่วไป "เซลล์ LECLANCHE ใช้ส่วนผสมของแอมโมเนียมคลอไรและสังกะสีคลอไรด์ในขณะที่ในheavyduty เซลล์สังกะสีคลอไรด์ (15-40%) ใช้เป็นอิเล็กโทร[1] กระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์ LECLANCHE มีความซับซ้อนมากเนื่องจากปฏิกิริยาจะขึ้นอยู่กับชนิดและความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลที่ใช้อุณหภูมิของการดำเนินงานและปัจจัยไฟฟ้าเช่นการปล่อยอัตราลึกของการไหลฯลฯ ปฏิกิริยาของเซลล์โดยรวมของเซลล์โดยใช้อิเล็กโทรไลแอมโมเนียมคลอไรด์และสังกะสีอิเลคคลอไรด์อาจจะแสดงโดยต่อไปนี้สมการ: 2MnO2þ2NH4ClþZn! 2MnOOHþZn NH3 ðÞ 2Cl2 ð½ref: 1 Þ8MnO2þ8H2OþZnCl2þ4Zn! 8MnOOHþZnCl2: 4ZnðOHÞ 2 ð½ref: 2 Þในส่วนของเซลล์สังกะสีคาร์บอนเชิงพาณิชย์สังกะสีที่ด้านขั้วบวกจะถูกดำเนินการในส่วนที่เกินและด้วยเหตุที่กำลังการผลิตจำหน่ายขึ้นอยู่กับลักษณะของแคโทดเช่นการนำและความสามารถที่จะรักษาอิเล็กโทรไลในเมทริกซ์ของ นอกจากนี้ผงคาร์บอนมักจะเพิ่มการผสมแคโทดแมงกานีสไดออกไซด์ในเพื่อที่จะปรับปรุงการนำไฟฟ้า[3, 4], อิเล็กโทรไลการเก็บรักษาการอัดและความยืดหยุ่น ตามที่ฟิชเชอร์และ Wissler [5], ห้าคุณสมบัติที่จำเป็นที่พึงประสงค์สำหรับผงคาร์บอนที่จะใช้ในแบตเตอรี่(1) ผลึกโครงสร้าง(2) เนื้อ (3) การกระจายขนาดอนุภาค (4)

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

การปรับปรุงในลักษณะของสังกะสีและปล่อยคาร์บอน
ปฐมภูมิ : การศึกษาเปรียบเทียบกับเซลล์ต่าง ๆ

S . ซันดาร์ pethaiah คาร์บอนเจือปน&เจ. อรุณกุมาร &หน้า kalyani
ได้รับ : 13 มิถุนายน 2553 / แก้ไข : 22 กันยายน 2553 / ได้รับการยอมรับ : 12 ธันวาคม 2553 / เผยแพร่ออนไลน์ : 12 มกราคม 2554
# Springer Verlag 2011
บทคัดย่อ อัตราความจุของสังกะสีคาร์บอน
–เซลล์( เซลล์เลอคลังเช ) จะถูก จำกัด โดยประสิทธิภาพของวัสดุแคโทด ( mno2

) และคุณสมบัติทางกายภาพของผงคาร์บอนเพิ่ม mno2 . อะเซทิลีนสีดำ , Vulcan XC 72
สีดำไข่มุก 2000 และคาร์บอนคอมโพสิต ( ประกอบด้วย
50% และ 50% อะเซทิลีนสีดำสีดำไข่มุก 2000 ® )
การประเมินเป็นแคโทดสารในเซลล์และมี
ทดสอบเปรียบเทียบ ผลการศึกษาพบว่า การผสมกับ
แคโทดไข่มุกดำ 2000 ®มีการปรับปรุงการปฏิบัติ
กว่าอะเซทิลีนสีดำ ที่ใช้บ่อยที่สุดในการค้าคาร์บอนคาร์บอน
สังกะสี–เซลล์ ประสิทธิภาพของเซลล์ทดสอบ
พบว่ามีความสัมพันธ์กับคุณสมบัติของคาร์บอนที่ใช้ทางกายภาพ
.
คำสำคัญสังกะสีคาร์บอนและเซลล์ เซลล์เลอคลังเช . เซลล์แห้ง
อะเซทิลีนสีดำ ไข่มุกดำ 2000 ® .

แนะนำคาร์บอนคอมโพสิต มากกว่า 50 ปีสังกะสีคาร์บอนและเซลล์หรือเซลล์เลอคลังเชหรือ
ที่สุดนิยมเรียกว่า " เซลล์แห้ง " เป็นอย่างกว้างขวางใช้
แบตเตอรี่หลักเพราะความสามารถของมันขึ้นกว้างช่วงของอุตสาหกรรมและในประเทศ /

gadgets อิเล็กทรอนิกส์และ affordability , ต้นทุนในการเปิด เนื่องจาก มี wellestablished
โรงแรม
การผลิตเทคโนโลยีและความน่าเชื่อถือ ในการปฏิบัติงาน เซลล์ประกอบด้วยคอมโพสิต
ไดออกไซด์ แมงกานีสและผงคาร์บอนเป็นขั้วไฟฟ้าบวก
หรือหลอดโลหะสังกะสีบริสุทธิ์สูงเป็นขั้วไฟฟ้าลบ
หรือแอโนด และสารละลายแอมโมเนียมคลอไรด์
และ / หรือสารละลายซิงค์คลอไรด์เป็นอิเล็กโทรไลต์ .
" เอนกประสงค์ " LECLANCHE เซลล์ใช้เป็นส่วนผสมของแอมโมเนียมคลอไรด์สังกะสีคลอไรด์

ส่วนในเ วี่ดิวตี้เซลล์ , สังกะสีคลอไรด์ ( 15 – 40 % ) ใช้เป็นอิเล็กโทรไลต์
[ 1 ]กระบวนการทางเคมีที่เกิดขึ้นในเซลล์เลอคลังเช
มีความซับซ้อนมากเนื่องจากปฏิกิริยาจะขึ้นอยู่กับชนิดและความเข้มข้นของอิเล็กโทรไลต์

ใช้อุณหภูมิในการปฏิบัติงาน และปัจจัยทางเคมี เช่น ปล่อย
คะแนน , ความลึกของการปลด ฯลฯ โดยรวมเซลล์ปฏิกิริยาสำหรับ
เซลล์โดยใช้แอมโมเนียมคลอไรด์สังกะสี
อิเล็กโทรไลต์คลอไรด์เป็นอิเล็กโทรไลต์ อาจจะแทนด้วย

2mno2 สมการต่อไปนี้ þ 2nh4cl þสังกะสี ! 2mnooh þสังกะสี nh3 ð 2cl2 Þ

ð½ Ref : 1  Þ
8mno2 þ 8h2o þ zncl2 þ 4zn ! 8mnooh þ zncl2:4zn ðโอ้Þ
2
ð½ Ref : 2  Þ
ในส่วนของสังกะสีพาณิชย์–เซลล์คาร์บอน , สังกะสีที่
ขั้วบวกด้านถูกถ่ายในส่วนที่เกิน และดังนั้น
จำหน่ายความจุขึ้นอยู่กับลักษณะของภาพ เช่น ค่า

และความสามารถในการรักษาอิเล็กโทรไลต์ในเมทริกซ์ นอกจากนี้ ผงคาร์บอนเป็น
มักจะเพิ่มการผสมแมงกานีสไดออกไซด์แคโทดเพื่อปรับปรุงค่า
[ 3 , 4 ] , อิเล็กโทรไลต์
การเก็บตัว และยืดหยุ่น ตาม
ฟิชเชอร์และวิสเลอร์ [ 5 ] 5 คุณลักษณะพึงประสงค์
าคาร์บอนผงที่จะใช้ในแบตเตอรี่ ( 1 ) โครงสร้าง
( 2 ) เนื้อ ( 3 ) การกระจายของขนาดอนุภาค( 4 )