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碱性锌锰电池

更新时间:2023-03-22 00:03:55作者:百科

碱性锌锰电池

以锌为负极,二氧化锰为正极,氢氧化钾溶液为电解液的原电池。简称碱锰电池,俗称碱性电池。其产品系列都用字母“LR”表示,其后的数字表示电池的型号。

最早见诸于德国专利的碱锰电池是一种湿电池。1912年又有一种干电池取得德国专利。直到1949年才有美国悦华公司的“皇冠”型电池投入市场。1960年开发成功圆筒形结构以后,碱锰电池才得以迅速发展。

结构

最普及的碱锰电池有圆筒形和纽扣形两种,此外还有方形和扁形等品种。圆筒结构电池(见图)的外壳为一带有正极帽的镀镍钢壳,它兼作正极集电体。壳内与之紧密接触的是用电解二氧化猛、石墨和碳黑压制成的正极环(阴极)。中间填充由锌粉和凝胶碱液调制成的锌膏,即负极胶(阳极),其内插有一根黄铜集电体。正负极之间用耐碱吸液的隔离管隔离。负极集电体与负极帽相焊接,并套入塑料封圈。将此组合件插入钢壳并卷边密封,钢壳外用热缩性薄膜商标包住,即成为商品电池。纽扣式碱锰电池的结构和尺寸规格基本上与锌银扣式电池相同。

图

电池内活性物质的典型配方(质量):正极为电解二氧化锰90~92%,石墨粉8~9%,乙炔炭黑0.5~1%;负极为汞齐锌粉88~90%,氧化锌5~7%,CMC钠盐3~4%,KOH溶液(外加)适量。电解液为8~12N KOH溶液,其中溶入适量氧化锌。

原理

碱锰电池的电化学反应如下:正极:

MnO2+H2O+e-─→MnOOH+OH-

MnOOH+H2O+e-─→Mn(OH)2+OH-负极:

Zn+2OH-─→Zn(OH)2+2e-

─→ZnO+H2O+2e-总反应式:

Zn+MnO2+H2O─→Mn(OH)2+ZnO电化学体系的表示法:

公式 符号 性能特征

碱锰电池的标称电压为1.5V,最高电压为1.65V,其放电性能与普通锌锰电池相比有下列特点:

(1)内阻小,能在重负荷下连续工作的同时维持较高的稳定电压;

(2)MnO2利用率高,同体积相比较,其电荷量比纸板电池大一倍左右;

(3)储存期内自放电率小,一般储存3年仍能保持原有电荷量的85%,寿命较长;

(4)低温性能好,在-20℃能输出常温电荷量的25%,轻负荷下还能在更低的温度下工作;

(5)在特定的设计和严格控制的使用条件下,可作为廉价的蓄电池多次充电反复使用。MnO2掺杂钛或其他一些金属氧化物,可提高MnO2的充电性能。

品种规格和用途

常用的圆筒形碱锰电池的主要品种的规格见表。

图

纽扣式碱锰电池的电荷量约为同尺寸的锌银扣式电池的55%。常用型号有LR41、LR43、LR44、LR54和LR55等,其尺寸规格和它们相对应的锌银扣式电池相同。

使用普通锌锰电池的器具,如无重量的限制,一般都可用同尺寸的碱锰电池代替,特别适用于500mA以上的大电流连续放电的场合(如录音机、微型放音机、强力照明、喷雾器、玩具、剃须器等)和需要长期储存的场合。纽扣式碱锰电池因其价格低廉,广泛应用于微型收音机、助听器、计算器、电子打火机、音乐卡片等。

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