Leeliselement

Leeliselement ehk leelismangaanelement on praegusajal kõige laiemalt kasutatav primaarelement, millel on tsinksüsielemendi ees mitmeid eeliseid. 
Toodetakse peamiselt silindrilisi leeliselemente (vt primaarelement) ja nendest koostatud silindrilisi ja risttahukakujulisi patareisid. 

Ehitus
Leeliselemendi positiivseks elektroodiks (katoodiks) on elementi ümbritsev teraskest ja sellega elektrilises ühenduses olev mangaandioksiid (MnO2). Negatiivse elektroodi (anoodi) moodustab elemendi keskel paiknev terastihvtist voolujuht ning seda ümbritsev tsinkpulbri ja leelismetalli kaaliumi hüdroksiidi (KOH) pasta. Elektroode eraldab ioone läbilaskvast kiudainest separaator, mis on samuti immutatud elektrolüüdina toimiva kaaliumhüdroksiidiga. Normaalsel kasutamisel gaasieraldus puudub, seepärast saab elemendid valmistada hermeetilistena. Lühise korral või ülemäära kõrgel temperatuuril hoiab elemendi lõhkemise ära kaitseventiil, mille kaudu gaas eraldub.

Elektrokeemilised reaktsioonidBattery FAQ at www.powerstream.com
Elektrokeemiliselt on leeliselement leeliselektrolüüdiga tsink-mangaandioksiidelement.
Anoodil tsink oksüdeerub, loovutades elektrone (e−); seejuures moodustunud tsinkhüdroksiid Zn(OH)2 laguneb tsinkoksiidiks ZnO ja veeks H2O:
Zn + 2OH− → Zn(OH)2 + 2e−;
Zn(OH)2 → ZnO + H2O.

Katoodil toimub reduktsioonireaktsioon: 
2MnO2 + H2O + 2e− → Mn2O3 + 2OH−.

Redoksreaktsiooni üldvalem:
Zn + 2KOH + 2MnO2 + 2e− → 2e− + ZnO + 2KOH + Mn2O3.

Seega elemendi kasutamisel leeliselektrolüüti KOH peaaegu ei kulu, nii et seda võib elemendis olla vähesel hulgal ja vastavalt saab suurendada mangaandioksiidi kogust.  

Leeliselemendi võrdlus tsinksüsielemendiga(tüüp AA)
ParameeterMõõtühikLeeliselement TsinksüsielementNimipingeV1,51,5Avaahelapinge (värskel elemendil)V1,57‒1,631,6Energiatihedus Wh/dm³  350  150Mahutavus (tühjendamisel pingeni 0,8 V)Ah   2,8  1,2SisetakistusΩ  0,15  0,5Isetühjenemine (20 °C juures)% kuus  0,2  7Jääkmahutavuskolmeaastase säilitamise järel %  > 90  < 10Madalaim töötemperatuur°C  −20  −10Lekkekindlus  suur  piisav kuni halb (eriti odavatel elementidel)Tarbitud elektrihulga hindsent/Ah  8–45  17‒80

Viited

Välislingid
 Alkaline Cells

Kategooria:Keemilised vooluallikad