酸性锌锰干电池是以锌筒作为负极,并经汞齐化处理,使表面性质更为均匀,以减少锌的腐蚀,提高电池的储藏性能,正极材料是由二氧化锰粉、氯化铵及碳黑组成的一个混合糊状物。正极材料中间插入一根碳棒,作为引出电流的导体。在正极和负极之间有一层增强的隔离纸,该纸浸透了含有氯化铵和氯化锌的电解质溶液,金属锌的上部被密封。碱性锌锰电池简称碱锰电池,它是在1882年研制成功,1912年就已开发,到了1949年才投产问世。人们发现,当用KOH电解质溶液代替NH4Cl做电解质时,无论是电解质还是结构上都有较大变化,电池的比能量和放电电流都能得到显著的提高。它的电池表达式为
(南孚)(-)Zn︱KOH,K2[Zn(OH)4]︱MnO2,C(+)它的电极反应如下:正极为阴极反应:MnO2+H2O+eˉ→MnO(OH)+OHˉMnO(OH)在碱性溶液中有一定的溶解度MnO(OH)+H2O+OHˉ→Mn(OH)4Mn(OH)4+eˉ→Mn(OH)4负极为阳极反应:Zn+2OHˉ→Zn(OH)2+2eˉZn(OH)2+2OHˉ→Zn(OH)4总的电池反应为:Zn+MnO2+2H2O+4OHˉ→Mn(OH)42ˉ+Zn(OH)4由于正极为阴极反应不全是固相反应,负极为阳极反应是可溶性的Zn(OH)4ˉ,故内阻小,放电后电压恢复能力强。碱性锌锰电池采用了高纯度、高活性的正、负极材料,以及离子导电性强的碱作为电解质,使电化学反应面积成倍增长。它的特点:(1)开路电压为15V;(2)工作温度范围宽在-20℃~60℃之间,适于高寒地区使用;(3)大电流连续放电其容量是酸性锌锰电池的5倍左右;(4)它的低温放电性能也很好。
我国目前主要生产酸性锌锰电池、碱性锌锰电池,前者如大公、牡丹、中华、天鹅、555,后者如南孚、双鹿、白象等。
干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池。因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物,所以叫做干电池,这是相对于具有可流动电解质的电池说的。干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等,而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域。
2种类
随着科学技术的发展,干电池已经发展成为一个大的家族,到目前为止已经约有100多种。常见的有普通锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池、锌-空气电池、锌-氧化汞电池、锌-氧化银电池、锂-锰电池等。
对于使用最多的锌-锰干电池来说,由于结构的不同又可分:糊式锌-锰干电也、纸板式锌-锰干电池、薄膜式锌-锰干电池、氯化锌锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、四极并联锌-锰干电池、迭层式锌-锰干电池等。
3锌-锰干电池的结构与原理
锌锰干电池是日常生活中常用的干电池。
正极材料:MnO2、石墨棒
负极材料:锌片
电解质:NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊状物
电池符号可表示为
(-) Zn|ZnCl2、NH4Cl(糊状)‖MnO2|C(石墨) (+)
负极:Zn=Zn2++2e
正极:2MnO2+2NH4++2e=Mn2O3+2NH3+H2O
总反应:Zn+2MnO2+2NH4+=2Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
锌锰干电池的电动势为15V。因产生的NH3气被石墨吸附,引起电动势下降较快。如果用高导电的糊状KOH代替NH4Cl,正极材料改用钢筒,MnO2层紧靠钢筒,就构成碱性锌锰干电池,由于电池反应没有气体产生,内电阻较低,电动势为15V,比较稳定。
干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池,它以二氧化锰为正极,以锌筒为负极,把化学能转变为电能供给外电路。在化学反应中由于锌比锰活泼,锌失去电子被氧化,锰得到电子被还原。
参考资料:
铅酸蓄电池的主要构造由正极、负极和电解液构成,还包括连接线、外壳等结构。
铅酸蓄电池的正极正极为二氧化铅,负极为海绵状铅,电解质为硫酸水溶液,同时,铅酸蓄电池还需要连接线、隔板等构造将正、负极板互相绝缘,依次来保证各个部分能够正常共工作的同时又能相错工作。
扩展资料:
充放电原理:
铅蓄电池的两组极板插入稀硫酸溶液里发生化学变化就产生电压。通入直流电时(充电),在正极板上的氧化铅变成了棕褐色的二氧化铅(PbO2),在负极板上的氧化铅就变成灰色的绒状铅(Pb,也叫海绵状铅)。
铅蓄电池放电时,正负极板上的活性物质都吸收硫酸起了化学变化,逐渐变成了硫酸铅(PbSO4),当正负极板上的活性物质都变成了同样的硫酸铅后,蓄电池的电压就下降到不能再放电了。此时需要对蓄电池充电,使其恢复成原来的二氧化铅和绒状铅,这样,蓄电池又可以继续放电。
-酸性蓄电池
电池的种类很多,不同种类电池里的主要成分也有很多不同。干电池已经发展成为一个大的家族,到目前已经约有100多种。常见的有普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、镁锰干电池、锌空气电池、锌氧化汞电池、锌氧化银电池、锂锰电池等。
常见的干电池的主要成分包括汞、碳、铅、铁、锌、锰、镉和镍等。
2003年,国家出台《废电池污染防治技术政策》规定,从2005年起停止生产含汞量大于00001%的碱性锌锰电池。随着技术进步和生产工艺的更新,大多数干电池主要含铁、锌、锰等元素,已不再含汞、铅等重金属。很多干电池外包装上还贴上了“不含铅、汞”的相关标识。
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