2013年2月9日

科學玩具-電化學-拆解9V電池


這是一顆9V電池,為什麼它會有9V的電壓呢?拆了就知道
最重要的是「No Mercury Added」這句話,是我購買電池的優先選擇

因為可以講的東西實在是太多太多了。一顆9V電池,能做什麼?同樣是沒有答案,因為可以延伸的活動多如牛毛。所以整個電池從拆裝到實作的課程,非得一個早上(四節課)以上,才能做完初步的剖析。而身為理化老師,這一生怎麼可以不拆個電池來瞧瞧呢?不拆,只能聽從、羨慕別人的經驗。

可以先從外表認識它,畢竟第一印象非常重要,光是從它的外觀就可以得到很多資訊,現在就以圖片中這顆電池為例。電池正極為中空的圓柱,可以當作「公」,符號為黑底白字;電池負極為扁平開口的中空圓柱,可以當作「母」,符號為白底黑字。
身為直流電的供應器,當然要標示清楚正負極的位置
最好有防呆設計,不然就真的會裝反

不論是哪一種電池,都會標示上保存期限,讓精明的消費者買之前心裡先有個底
但是每一家廠商,每一種型號的日期標示方法和位置都不一樣

最重要的回收標示在側邊,不管是從外殼到內容物都是有用的資材
所以還是要講一句:千萬別因為便宜而亂丟,這些都是錢哪!

拆封的方法很簡單,只要準備一把尖嘴鉗和一雙工作手套就可以了。使用尖嘴鉗夾住外殼底部的突出部,就可以開始轉動尖嘴鉗了。令人意外的是,外殼並不像想像中的那般堅硬,而是稍稍用力便能將外殼撕裂開來。待底板和外殼分開時就可以將內容物取出。
慢慢地從底部撥開,映入眼簾的是內部閃亮的外殼內層以及內容物
另外還有金屬底板和絕緣用紙條

扒光了就是這副德性,很像層層的盒子疊起來
每一個小電池組合成為電池組,彼此正負極頭尾相連,形成串聯的接法

若每一個電池單元的電壓為1.5V,則六個電池串聯之後,就會形成9V,也就是電壓高的由來。但是最前端的正極與最後端的負極呢?沒有形成正確通路的話,電壓再強也不會有電流啊!所以為了將頭尾的正負極串接起來,在電池殼內就應該採用減小體積的薄鐵片當作導體,而圓柱型的導線則不適用。
整個電池組內有六個單元,然後再用PE外膜包束起來,避免內部的化學物質外漏
側邊有紙片包覆住的金屬片,可以將電池組的電壓發揮到最大

撥開底下的底板,過程中會有點阻力,原因在於黏結用的可導電膠狀物
如果電池放久了,內部的膠狀物乾了,就會有碎屑脫落

將電極及內部的金屬導體剝下來後,可以發現紙片所包覆住的電極為「負」
而紅色塑膠蓋子上的正負極並未相通,而是由正極端子和電池組上端接觸

對於使用者來說,串聯提供的可以提高的電壓,但在裡面的化學物質的數量是固定的情況下,強大的電流意味著化學能轉變成電能的速率加快,也就是化學物質消耗得快。另外,溫度也是決定電池使用壽命的因素之一,當溫度越高,內電阻越大的時候,電流便會逐漸減弱到無法驅動電路元件的地步。
想把它黏回去,發現已經是覆水難收,再也黏不住了
拆下來的「便當盒」用夾鏈袋保存好,以後解說到電池時,就有實物可以參考了

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