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Fabrication de piles
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Vrai ou faux? Dans une pile commune, la cathode et l'anode sont directement attachées l'une à l'autre.
Oh, la pile de la télécommande est encore morte ! Je sais comment faire une pile avec un citron ! Je mets juste un clou et une pièce de cuivre dans le citron, les relie par un fil, et… tadaaa ! Je peux te le prouver en connectant cette diode. Tu vois, ça s'allume !
Mmmh, sympa, mais ça ne résout pas mon problème. Comment vas-tu coller ça dans la télécommande, hein ? Tu as raison… Je me demande comment sont fabriquées les piles ordinaires… Regardons la configuration citron de Léon pour voir comment cela fonctionne comme une batterie. Le clou en zinc est l'électrode négative de la batterie - l'anode. La pièce de cuivre est l'électrode positive - la cathode.
Le jus de citron acide à l'intérieur du fruit agit comme électrolyte. Lorsque l'anode de zinc et la cathode de cuivre sont reliées par un fil et insérées dans l'électrolyte de jus de citron, une réaction chimique se produit. Cette réaction provoque le déplacement des électrons de l'anode vers la cathode. Cela crée suffisamment de courant électrique pour alimenter, disons, une petite diode. Les batteries les plus courantes sont constituées des mêmes éléments : une anode, une cathode et un électrolyte, configurés de la même manière.
Mais ils n'impliquent évidemment pas de fruits frais! La plupart des batteries que nous utilisons au quotidien doivent être facilement transportables. Elles doivent également s'adapter et alimenter des appareils, des télécommandes aux éclairages de vélo et aux caméras… Alors, comment sont fabriquées ces batteries ? Le processus commence généralement par une tôle d'acier, façonnée en boîtiers cylindriques. Pendant ce temps, dans une autre partie de l'usine, la cathode de la batterie est en cours de fabrication.
Il se compose généralement principalement de deux substances chimiques : le dioxyde de manganèse et le graphite. De grands lots de ces produits chimiques sont mélangés avec un électrolyte. Ce mélange est ensuite pressé pour former de minuscules anneaux - des préformes. Ces préformes sont ensuite empilées les unes sur les autres à l'intérieur du boîtier en acier de la batterie, constituant la cathode. Dans l'étape suivante, l'intérieur des anneaux de préforme est doublé d'un séparateur.
Le séparateur est généralement fabriqué à partir de papier stratifié ou d'un autre matériau poreux, trempé dans une solution d'électrolyte. Le séparateur assure que la cathode et l'anode n'entrent pas en contact l'une avec l'autre. S'ils le faisaient, la batterie ne fonctionnerait pas ! Avec le séparateur en place, l'anode peut être placée à l'intérieur de la batterie. L'anode est principalement fabriquée à partir de zinc.
La poudre de zinc est mélangée à un électrolyte pour créer une pâte épaisse - le gel de zinc. Le gel est ensuite versé dans le creux de la batterie, qui est garni du séparateur. Maintenant, la batterie est prête à être scellée. Un joint en plastique est inséré dans la batterie, laissant un espace au-dessus du gel pour l'expansion et les gaz créés lors de la réaction chimique. Une fois le sceau en place, une longue pointe en laiton - un clou - est insérée à travers le sceau, au milieu de la batterie, où se trouve le gel de zinc.
Le clou est souvent appelé le « collecteur de courant ». Il rassemble les électrons de l'anode. Une fois la batterie placée dans un appareil, le clou dirige les électrons à travers le circuit vers la cathode. La batterie est presque prête ! Tout ce dont il a besoin maintenant, ce sont des plaques d'acier en haut et en bas.
Une étiquette contenant des informations sur son type, sa taille, son fabricant. Et les marques « plus » et « moins » ! La dernière étape est le contrôle qualité, pour s'assurer que la batterie fonctionne bien. Une fois le test réussi, la batterie peut être emballée, expédiée au magasin et utilisée pour alimenter vos appareils électroniques, y compris la télécommande du téléviseur !