アルカリ電池の構成要素
アルカリ電池は、5つの主要部品で構成されています。これらの部品は、内部電流集電体(ピン)、陽極(アノード)、セパレータ、陰極(カソード)、電解質、そして外部電流集電体(缶)です。
陽極(アノード)
陽極の活性材料にはZn(亜鉛)が使用されます。標準電極電位(SEP)は−0.76ボルトで、亜鉛は電池のアノード材料として使用されます。より反応性の高いリチウム(SEP −3.04 V)は、リチウム電池のアノードに使用されます。
セパレータ
セパレータは、電池のアノードとカソードの間に配置される透過性の膜です。例えば、電極を分離するための不織布の繊維質の布が使用されます。
陰極(カソード)
陰極の活性材料は二酸化マンガンです。MnO2の主な用途は、アルカリ電池や亜鉛-炭素電池などの乾電池にあります。
電解質
アルカリ電池の電解質としては、水酸化カリウムの水溶液が使用されます。
外部電流集電体(缶)
アルカリ電池(IECコード:L)は、水酸化カリウム(KOH)のアルカリ性電解質の存在下で、亜鉛と二酸化マンガン(MnO2)の間の電気化学反応から直接電流を提供する一次電池の一種です。アルカリ電池は、亜鉛-炭素電池の酸性の塩化アンモニウム(NH4Cl)や塩化亜鉛(ZnCl2)電解質ではなく、アルカリ性電解質を有しているため、この名前が付けられています。他の電池システムもアルカリ性電解質を使用しますが、電極の活性材料が異なります。アルカリ一次電池は広く使用されており、電動工具、ラジオ、玩具、リモコンなど多くの携帯用デバイスの動力源として不可欠です。アルカリ電池の最も一般的なサイズは、よく知られているAA電池です。アルカリ電池は、低い電流を消費するポータブルデバイス、断続的にのみ使用されるデバイス、または代替電源から遠く離れて使用されるデバイス(例えば、他の電力が断続的にのみ利用可能なアラームや通信回路)に最も一般的に使用されます。
アルカリ電池の構成を示す図によると、多孔質の陽極と陰極が電池の最大の部分を占めています。両方の電極は粒子で構成されており、電極の空隙領域を電解質が満たしています。Zn-MnO2電池の電力は、陰極と陽極の活性材料の電気化学反応から得られます。多孔質セパレータは、陰極と陽極が互いに接触するのを防ぎます。二つの電流集電体の機能は、電池と外部電気回路との間の接続を構築することです。