化学电源可分为一次电池、二次电池(又称蓄电池)和燃料电池三种。顾名思义,一次电池就是使用一次后就被废弃的电池。例如锌锰干电池、锌银钮扣式电池等。
锌锰干电池是最常见的化学电源。干电池的外壳(锌)是负极,中间的碳棒是正极,在碳棒的周围是细密的石墨和去极化剂MnO2的混合物,在混合物周围再装入以NH4Cl溶液浸润的ZnCl2,NH4Cl和淀粉或其他填充物(制成糊状物)。为了避免水的蒸发,干电池用蜡封好。
锌锰干电池的结构性能(1)电池结构与性能特点
碱性锌锰干电池(简称为碱锰电池)在结构上采用与普通锌锰电池相反的电极结构,增大了正负极间的相对面积,采用高导电性的碱性电解液,正负极采用高能电极材料,所以,碱锰电池的容量和放电时间是同等型号普通电池的3~7倍,低温性能两者差距更大,碱锰电池更耐低温,而且更适合于大电流放电和要求工作电压比较稳定的用电场合。
(2)“555”产品特点
555牌一次碱性锌锰电池获得“中国名牌产品”和国家出口免检产品称号,产品具有以下优点:
a、不含汞和镉,对环境友好;b、采用超薄钢壳技术增加电池内部容量,从而增加电池放电容量;c、采用锰环二次复压以及钢壳内壁涂碳技术,降低电池内阻,提高电池大电流放电性能;d、采用超细纤维高致密性的隔膜,能有效地延长电池的贮存期;e、密封胶塞设置了安全防爆结构,防止电池因不正当使用而可能产生的电池爆炸。
锌锰干电池酸性电极反应式以下是碱性锌锰干电池的反应(后附酸性锌锰干电池反应)。
正极为阴极反应:
MnO2+H2O+e→MnO(OH)+OH-
MnO(OH)在碱性溶液中有一定的溶解度
MnO(OH)+H2O+OH-→Mn(OH)4-
Mn(OH)4-+e→Mn(OH)42-
负极为阳极反应:
Zn+2OH-→Zn(OH)2+2e
Zn(OH)2+2OH-→Zn(OH)42-
总的电池反应为:
Zn+MnO2+2H2O+4OH-→Mn(OH)42-+Zn(OH)42-
酸性锌锰干电池反应:
正极为阴极,锰由四价还原为三价
2MnO2+2H2O+2e→2MnO(OH)+2OH-
负极为阳极,锌氧化为二价锌离子:
Zn+2NH4Cl→Zn(NH3)2Cl2+2H++shu2e
总的电池反应为:
2MnO2+Zn+2NH4Cl→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2