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鋅錳干電�
閱讀�5363時間�2017-05-19 10:31:34

    化學電源可分為一�電池、二次電池(又稱蓄電池)和燃料電池三�。顧名思義,一次電池就是使用一次后就被廢棄的電�。例如鋅�干電�、鋅銀�扣式電池�鋰電�等。二次電池又稱蓄電池,它是在充電后又能反復使用的電池,使用周期較�,故又稱之為可充式電�。如鉛酸蓄電�,鎳鎘電�、金屬氫化物鎳電�、鋰離子電池�。嚴格來講,燃料電池也屬于一次電�,但一般的一次電池的正、負極活性物�(zhì)是固體并放在電池�(nèi),用完后不能補充,因而容量較小,而燃料電池的活性物�(zhì)是放在電池外儲罐中的氣體或液�,只要氣體或液體的活性物�(zhì)源源不斷地輸入燃料電池中,電池就連續(xù)�(fā)電。如堿性燃料電池(AFC�,熔融碳酸鹽電池(MCFC)、磷酸鹽電池(PAC�,固體氧化物電池(SOFC),固體聚合物電池(SPEFC)等。鋅錳干電池根據(jù)電解�(zhì)酸堿性質(zhì)可分為以下兩類:

分類

    酸�
    酸性鋅錳干電池是以鋅筒作為負極,并�(jīng)汞齊化處理,使表面性質(zhì)更為均勻,以減少鋅的腐蝕,提高電池的儲藏性能,正極材料是由二氧化錳粉、氯化銨及碳黑組成的一個混合糊狀�。正極材料中間插入一根炭�,作為引出電流的導體。在正極和負極之間有一層增強的隔離紙,該紙浸透了含有氯化銨和氯化鋅的電解�(zhì)溶液,金屬鋅的上部被密封。這種電池�19世紀60年代法國的勒克蘭謝(Leclanche)發(fā)明的,故又稱為勒克蘭謝電池或炭鋅干電池[1]  ,可表示為:
    (-)Zn|NH4Cl�20%)ZnCl2|MnO2,C�+�
    盡管這種電池的歷史悠�,但對它的電化學過程尚未完全了解,通常認為放電�,電池中的反應如下:正極為陰�,錳由四價還原為三價
    2MnO2+2  +2eˉ�2MnO(OH)
    負極為陽極,鋅氧化為二價鋅離子:
    Zn+2NH4Cl→Zn(NH3)2Cl2+2  +2eˉ
    總的電池反應為:
    2MnO2+Zn+2NH4Cl�2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2
    實踐�(jīng)驗表�,該電池的電流—電壓特性和二氧化錳的來源有關,也直接地依賴于錳的氧化價�(tài)、晶粒的大小及水化程度等。目前已全部以ZnCl2電解液代替NH4Cl,充分說明Zn與Cl配合[ZnCl4],而不必有NH4存在,放電前pH=5,放電后pH上升到pH=7為中��
    該電池的特點:(1)開路電壓為1�55V�1�70V;(2)原材料豐富,價格低�;(3)型號多�1號~5號;�4)攜帶方�,適用于間歇式放電場�。缺點是:在使用過程中電壓不斷下�,不能提供穩(wěn)定電�,且放電功率低,比能量小,低溫性能差,在-20℃即不能工作。在高寒地區(qū)只可使用堿性鋅錳干電池�
    堿�
    堿性鋅錳電池簡稱堿錳電�,它是在1882年研制成��1912年就已開�(fā),到�1949年才投產(chǎn)問世。人們發(fā)�(xiàn),當用KOH電解�(zhì)溶液代替NH4Cl做電解質(zhì)時,無論是電解質(zhì)還是�(jié)�(gòu)上都有較大變�,電池的比能量和放電電流都能得到顯著的提�。它的電池表達式為:
    (-)Zn︱KOH,K2[Zn(OH)4]︱MnO2,C�+�
    它的電極反應如下�
    正極為陰極反應:
    MnO2+H2O+eˉ→MnO(OH)+OHˉ
    MnO(OH)在堿性溶液中有一定的溶解�
    MnO(OH)+H2O+OHˉ→Mn(OH)4
    Mn(OH)4+2eˉ→Mn(OH)42-
    負極為陽極反應:
    Zn+2OHˉ→Zn(OH)2+2eˉ
    Zn(OH)2+2OHˉ→Zn(OH)4
    總的電池反應為:
    Zn+MnO2+2H2O+4OHˉ→Mn(OH)42ˉ+Zn(OH)4
    由于正極為陰極反應不全是固相反應,負極為陽極反應是可溶性的Zn(OH)4ˉ,故�(nèi)阻小,放電后電壓恢復能力�。堿性鋅錳電池采用了高純�、高活性的�、負極材�,以及離子導電性強的堿作為電解�(zhì),使電化學反應面積成倍增長。它的特點:�1)開路電壓為1.5V;(2)工作溫度范圍寬在-20℃~60℃之�,適于高寒地區(qū)使用;(3)大電流連續(xù)放電其容量是酸性鋅錳電池的5倍左�;(4)它的低溫放電性能也很好�
    我國目前主要生產(chǎn)酸性鋅錳電�、堿性鋅錳電�,前者如大公、牡�、中華、天��555,后者如南孚、雙鹿、白象等�
    僅根�(jù)1995年統(tǒng)計資料表明,全世界干電池總產(chǎn)量為250億只,其中堿錳電池為70億只�5年來,美�、歐洲和日本的堿錳電池年增長率超�12%,美、歐、日國內(nèi)堿錳電池所占市場比例分別為72%�52%�29%。我國堿錳電也總�(chǎn)量近3億只,僅占干電池總產(chǎn)量的3%,預�5年內(nèi)將提高到10%�15%。從目前�(fā)展現(xiàn)況來�,“南孚�、“雙鹿�、“白象”等品牌已達到國際標準,生產(chǎn)速率200�/min,美國、日本已�300�/min以上�

電池的結(jié)�(gòu)與性能

    �1)電池結(jié)�(gòu)與性能特點
    堿性鋅錳干電池(簡稱為堿錳電�)在結(jié)�(gòu)上采用與普通鋅錳電池相反的電極�(jié)�(gòu),增大了正負極間的相對面�,采用高導電性的堿性電解液,正負極采用高能電極材料,所�,堿錳電池的容量和放電時間是同等型號普通電池的3�7�,低溫性能兩者差距更�,堿錳電池更耐低�,而且更適合于大電流放電和要求工作電壓比較�(wěn)定的用電場合�
    �2)�555”產(chǎn)品特�
    555牌一次堿性鋅錳電池獲得“中國產(chǎn)品”和國家出口免檢�(chǎn)品稱號,�(chǎn)品具有以下優(yōu)點:
    a、不含汞和鎘,對�(huán)境友�;b、采用超薄鋼殼技術增加電池內(nèi)部容�,從而增加電池放電容�;c、采用錳�(huán)二次復壓以及鋼殼�(nèi)壁涂碳技�,降低電池內(nèi)�,提高電池大電流放電性能;d、采用超細纖維高致密性的隔膜,能有效地延長電池的貯存�;e、密封膠塞設置了安全防爆�(jié)�(gòu),防止電池因不正當使用而可能產(chǎn)生的電池爆炸�

維庫電子�,電子知�,一查百��

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