幹電池原理及結構
1. 什麽(me) 叫幹電池
[Dry Cell] 一種伏打電池,利用某種吸收劑(如木屑或明膠)使內(nei) 含物成為(wei) 不會(hui) 外溢的糊狀。常用作手電筒照明、收音機等的電源
幹電池屬於(yu) 化學電源中的原電池,是一種一次性電池。因為(wei) 這種化學電源裝置其電解質是一種不能流動的糊狀物,所以叫做幹電池,這是相對於(yu) 具有可流動電解質的電池說的。幹電池不僅(jin) 適用於(yu) 手電筒、半導體(ti) 收音機、收錄機、照相機、電子鍾、玩具等,而且也適用於(yu) 國防、科研、電信、航海、航空、醫學等國民經濟中的各個(ge) 領域,十分好用。
2.種類
隨著科學技術的發展,幹電池已經發展成為(wei) 一個(ge) 大的家族,到目前為(wei) 止已經約有100多種。常見的有普通鋅-錳幹電池、堿性鋅-錳幹電池、鎂-錳幹電池、鋅-空氣電池、鋅-氧化汞電池、鋅-氧化銀電池、鋰-錳電池等。
對於(yu) 使用最多的鋅-錳幹電池來說,由於(yu) 結構的不同又可分:糊式鋅-錳幹電也、紙板式鋅-錳幹電池、薄膜式鋅-錳幹電池、氯化鋅鋅-錳幹電池、堿性鋅-錳幹電池、四極並聯鋅-錳幹電池、迭層式鋅-錳幹電池等。
3.鋅-錳幹電池的結構與(yu) 原理
鋅錳幹電池是日常生活中常用的幹電池。
正極材料:MnO2、石墨棒
負極材料:鋅片
電解質:NH4Cl、ZnCl2及澱粉糊狀物
電池符號可表示為(wei)
(-) Zn|ZnCl2、NH4Cl(糊狀)‖MnO2|C(石墨) (+)
負極:Zn=Zn2++2e
正極:2MnO2+2NH4++2e=Mn2O3+2NH3+H2O
總反應:Zn+2MnO2+2NH4+= Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
鋅錳幹電池的電動勢為(wei) 1.5V。因產(chan) 生的NH3氣被石墨吸附,引起電動勢下降較快。如果用高導電的糊狀KOH代替NH4Cl,正極材料改用鋼筒,MnO2層緊靠鋼筒,就構成堿性鋅錳幹電池,由於(yu) 電池反應沒有氣體(ti) 產(chan) 生,內(nei) 電阻較低,電動勢為(wei) 1.5V,比較穩定。
幹電池屬於(yu) 化學電源中的原電池,是一種一次性電池,它以二氧化錳為(wei) 正極,以鋅筒為(wei) 負極,把化學能轉變為(wei) 電能供給外電路。在化學反應中由於(yu) 鋅比錳活潑,鋅失去電子被氧化,錳得到電子被還原。
幹電池的使用與(yu) 選購
普通鋅錳電池也稱碳性電池。這是市場上最常見,最便宜的一種。根據采用的材料,製 造工藝不同區分為(wei) 普通型和“高能電池”(或稱高性能電池)如國產(chan) 555,777,武漢 的“火花”“火鳥”“大公”, 美國永備公司所產(chan) 的“紅貓”牌,以及日本的“紅東(dong) 芝 ”“金東(dong) 芝”等均屬此類。價(jia) 格低廉是這類電池的優(you) 點,但缺點也是明顯的:電容量低 ,不適合需要大電流和較長期連續工作的場合,
另外原材料浪費很大。因此,國外已逐步減少該種電池的生產(chan) ,如有名的超霸電池 生產(chan) 公司—GPI集團今年就停止了普通鋅錳電池的生產(chan) ,而全力製造堿性電池和充電電池 。 普通鋅錳電池雖然價(jia) 格低廉,但從(cong) 使用的經濟性說趕不上充電電池,從(cong) 使用的方便性 和每小時使用價(jia) 格來說又比不過堿性電池,同時低檔的普通鋅錳電池還會(hui) 漏液損壞電器 ,因此在國際上認為(wei) 普通鋅錳電池是過時的產(chan) 品,有些廠已經停止了這種電池的生產(chan) , 無論進口和國產(chan) 的產(chan) 品都沒有太大的使用價(jia) 值,特別是進口普通鋅錳電池更不劃算,是 所有電池中性價(jia) 比最低的。一個(ge) 號稱“高容量”的五號電池銷售價(jia) 一般是1.5元~2.5元 ,還不如買(mai) 容量比它多5~7倍的國產(chan) 堿性電池。