Hvad er et nikkel-zink-batteri?
Et nikkel-zink-batteri er en genopladelig elektrokemisk celle, en enhed, der konverterer lagret kemisk energi direkte til elektricitet. Anoden eller negativ terminal af batteriet er fremstillet af zink og katode eller positiv terminal fra nikkel. Elektronstrømmen er fra anoden til katoden gennem mediet af en elektrolyt, der tilvejebringer ladede partikler, der bærer den elektriske strøm. Ikke-syrealkaliske elektrolytter bruges typisk i et nikkel-zink-batteri. Genopladning omvender den elektrokemiske reaktion og rekonstituerer den originale kemiske struktur af cellen.
undertiden henvist til af dens elementære forkortelse, Nizn, blev Nickel-Zinc-batteriet patenteret af Thomas Edison i 1901. Produktionsfunktioner på den tid favoriserede andre designs, og Nizn-batteriet blev ikke bredt implementeret. Den relativt høje energitæthed, mængden af energi, der er gemt i et givet volumen, og den lette tilgængelighed af batteriets råmaterialer tilskyndede til fortsat reseaRCH dog.
I tidlige versioner af nikkel-zink-batteriet viste zinkelektroden sig at være ustabil over tid. Zinkoxid produceret af anoden dannede dendritter eller filamenter i elektrolytopløsningen. Dendritdannelse gjorde cellen ansvarlig for kortslutning og resulterede følgelig i et begrænset antal ladnings-/opladningscyklusser. Ustabiliteten inhiberede også cellens komplette restaurering, når den blev genopladet, hvilket førte til deformation af anodeterminalen.
Alkaliske elektrolytopløsninger er blevet udviklet, der stabiliserer zinkelektroden, der sammen med en intern polymer intern separator overvinder problemer som følge af dendritdannelse og terminal deformation. Fremskridt inden for materialevidenskab har også muliggjort produktion af zink- og nikkelterminaler, der er fri for heavy metal -elementer. Et mere kraftfuldt og længere varigt batteri, end det var muligt med tidligere teknologi, erResultatet. Opladningsevne er blevet øget både i antallet af cyklusser og i cellens tilbagevenden til dens originale kemiske tilstand.
En fordel ved et nikkel-zink-batteri er dets evne til at erstatte primære eller ikke-genopladelige batterier i forbrugerelektronik. Disse enheder kræver typisk et 1,5V primært alkalisk batteri og ville fungere godt med den genopladelige NIZNs nominelle rating på 1,65V. Andre genopladelige design, såsom nikkel-cadmium-batterier, har normalt en nominel spænding på 1,2V, hvilket kan føre til enhedsfejl inden fuldstændig batteriudladning.
Det nikkel-zink-batteri ses som et miljøvenligt alternativ til mere almindelige design. Nikkel og zink er begge relativt rigelige, og hver kan genvindes fuldt ud ved genanvendelse. Kviksølv, cadmium, bly eller andre giftige metaller bruges ikke i dens produktion, og der er heller ikke nogen brandfarlige eller ætsende aktive materialer.