锌锰电池结构全解析
导言:锌锰电池是作为普通干电池的升级换代的更高质量的替代品。目前,干电池的使用已经逐渐由成本低、效率高的锌锰电池取代了其他的次级电池。今天,小编就来讲讲锌锰电池结构的问题。
锌锰电池的结构与特点
1.圆柱型碱性锌锰干电池
圆柱型碱性锌锰电池,又称碱锰电池,俗称碱性电池,是锌锰电池系列中性能最优的品种。其外壳一般由08F镀镍钢带经冷轧冲压制成,同时兼作正极集流体,电解二氧化锰正极材料压成圆环紧贴在柱体内壁,以保证良好的接触,其负极采用粉状锌粒并制成膏剂,处于电池的中间,其间插入负极集流体(负极一般为铜钉),集流体与负极底部相连,在电池内部,正极间用隔膜(隔离层)隔开,其外部用尼龙或聚丙烯密封圈隔开,同时实现电池的密封,电池外部与一般电池几乎相同。
虽然圆柱型碱性锌锰电池的公称电压与普通电池的相同,均为1.5伏,但由于碱性电池在结构上采用于普通电池相反的电极结构,增大了正负极间的相对面积,而且用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液,负极锌也由片状改变成粒状,增大了负极的反应面积,加之采用了高性能的电解锰粉,所以电性能得以很大提高,一般的,同等型号的碱锰电池是普通电池的容量和放电时间的3-7倍,低温性能两者差距更大,碱锰电池更适用于大电流连续放电和要求高的工作电压的用电场合,特别适用于照相机、闪光订、剃须刀、导电玩具、CD机、大功率遥控器等。
2.圆柱型锌锰电池
圆柱型锌锰电池就隔离物的不同可分为糊式电池和纸板电池。糊式电池即普通型锌锰电池,纸板电池因其配方组成的差异引起电性能的不同,又分为C型(或称铵型)纸板电池(又称高容量电池)和P型(或称锌型)纸板电池(又称高功率电池)。
糊式电池即传统的锌锰干电池,其正极材料采用活性较低的天然二氧化锰,隔离物是淀粉和面粉的浆糊隔离层,电解液是以H4CL为主的氯化铵、氯化锌水溶液,负极是锌筒,其放电性能一般较差,容量较低,电池使用末期易漏液,但价格便宜,多适用于小电流和间歇放电的场合,如用于收音机、手电筒等。
锌锰电池的原材料:
①二氧化锰(锰粉):作为锌锰电池正极的活性物质,它是直接参加电极反应并且决定电池电荷量的重要原材料。二氧化锰也有许多不同的分类,我们以制备方法的不同可以分为天然二氧化锰、化学二氧化锰和电解二氧化锰(电化学活性最高)等。
②石墨:也是正极的原料之一。分为显晶型(鳞片状)和隐晶型(土状)两种类型。和锰粉不同,石墨并不参加电化学反应,它因为其良好的导电性、吸附性以及粘着性而行使着提高电芯导电性、保持一定的水分的作用。用石墨与锰粉一同制作锌锰电池可以有效提高锰粉的利用效率。
③乙炔黑:也是处在正极的物质,作用与石墨相似。但是它的比重和颗粒都很小,虽然导电性次于石墨,但是吸水性和分散性却是远远超出石墨的。
④锌:和锰粉同样重要,锌是电池负极的活性物质。作为电池容器和负极的引电体,它对电池的贮存性能至关重要。一般情况下在此处的锌都会加入少量的镉和铅,镉能够增强锌的强度(存放电),而铅是为了使锌的延展性更加易加工。值得注意的是,锌片中的Cu、Fe、Ni等有害元素会缩短电池的寿命并且对人体产生不利影响,必须严格控制含量。
⑤氯化铵:锌锰电池电解液的主要成分。它的主要作用是补充(放电时)正极反应减少的H+以及增强电解液的导电性。
⑥氯化锌:属于电解液中的常态物质。它主要起减缓锌片腐蚀、保持水分,提高电解液的糊化速度以及抑制pH的过快提升。
⑦面粉、淀粉:既然它们是组成“外膜保护”的主要物质,那么起到的自然是保护作用了。用面粉和淀粉为原料,能够有效减缓锌片的腐蚀,提高了电池的使用寿命,并且易于携带,实在是作为电池保护膜的不二选择。
以上就是有关锌锰电池结构的内容,希望能对大家有所帮助!