今天我们来聊聊锌锰干电池,以下6个关于锌锰干电池的观点希望能帮助到您找到想要的新能源资讯。
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锌锰电池是以二氧化锰为正极,锌为负极,氯化铵水溶液为主电解液的原电池。俗称干电池。在学术界中又称为勒克朗谢电池。
锌锰电池结构
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。
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。
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。
⑤氯化铵:锌锰电池电解液的主要成分。
⑥氯化锌:属于电解液中的常态物质。
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。
锌锰电池原理
碱性锰电池是普通干电池的升级换代的高性能电池产品,有LR6(五号)和LR03(七号)两种产品电池。产品分普通型(含汞量0.60%)和微汞量(含汞量不大于0.025%),现正在开展无汞型电池试制。
以下是碱性锌锰干电池的反应。
正极为阴极反应:
MnO2+H2O→MnOOH8
MnOOH在碱性溶液中有一定的溶解度
MnOOH+H2O8→Mn(OH)4-
Mn(OH)4-→Mn(OH)42-
负极为阳极反应:
Zn+2OE-→Zn(OH)2
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-。
普通锌锰干电池结构与性能:
(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。
锌锰干电池分两种:酸性锌锰干电池、碱性锌锰干电池
1.酸性锌锰干电池
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.这种电池是19世纪60年代法国的勒克兰谢(Leclanche)发明的,故又称为勒克兰谢电池或炭锌干电池,可表示为:(-)Zn|NH4Cl(20%)ZnCl2|MnO2,C(+)
尽管这种电池的历史悠久,但对它的电化学过程尚未完全了解,通常认为放电时,电池中的反应如下:正极为阴极,锰由四价还原为三价
2MnO2+2H2O+2e→2MnO(OH)+2OHˉ
负极为阳极,锌氧化为二价锌离子:
Zn+2NH4Cl→Zn(NH3)2Cl2+2H﹢+2e
总的电池反应为:
2MnO2+Zn+2NH4Cl→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2
实践经验表明,该电池的电流—电压特性和二氧化锰的来源有关,也直接地依赖于锰的氧化价态、晶粒的大小及水化程度等.目前已全部以ZnCl2电解液代替NH4Cl,充分说明Zn与Cl配合[ZnCl4],而不必有NH4存在,放电前pH=5,放电后pH上升到pH=7为中性.
该电池的特点:(1)开路电压为1.55V~1.70V;(2)原材料丰富,价格低廉;(3)型号多样1号~5号;(4)携带方便,适用于间歇式放电场合.缺点是:在使用过程中电压不断下降,不能提供稳定电压,且放电功率低,比能量小,低温性能差,在-20℃即不能工作.在高寒地区只可使用碱性锌锰干电池.
2.碱性锌锰干电池
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:
(-)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+e→MnO(OH)+OHˉ
MnO(OH)在碱性溶液中有一定的溶解度
MnO(OH)+H2O+OHˉ→Mn(OH)4
Mn(OH)4+e→Mn(OH)4
负极为阳极反应:
Zn+2OHˉ→Zn(OH)2+2e
Zn(OH)2+2OHˉ→Zn(OH)42ˉ
总的电池反应为:
Zn+MnO2+2H2O+4OHˉ→Mn(OH)42ˉ+Zn(OH)42ˉ
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)42ˉ,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1.5V;(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.
锌锰干电池, 属于化学电源里的一次电池,即使用一次后就被废弃的电池,分为酸性和碱性锌锰干电池。
电池中的反应如下:正极为阴极,锰由四价还原为三价
2MnO2+2H2O+2e→2MnOOH+2OHˉ
负极为阳极,锌氧化为二价锌离子:
Zn+2NH4Cl→Zn(NH3)2Cl2+2H+2eˉ
总的电池反应为:
2MnO2+Zn+2NH4Cl→2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2
具体见网站:http://baike.so.com/doc/1284753-1358475.html
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正极反应:MnO2+H++e-→MnO(OH),负极反应:Zn+2NH4Cl+2e-→Zn(NH3)2Cl2+2H+,总的电池反应为2MnO2+Zn+2NH4Cl→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2。
酸性锌锰干电池酸性锌锰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。
锌锰干电池反应原理
需要注意锌锰干电池的主要工作原理就是氧化还原反应在闭合回路中实现!(和原电池非常类似,就是将化学能转变为电能),例如:碱性锌锰干电池电极反应式为:Zn+2MnO2+2NH4Cl= ZnCl2++Mn2O3+2NH3+H2O。
金属锌皮做的筒,也就是负极,电池放电就是氯化氨与锌的电解反应,释放出的电荷由石墨传导给正极碳棒,锌的电解反应是会释放氢气的,这气体是会增加电池内阻的,而和石墨相混的二氧化锰就是用来吸收氢气的。但若电池连续工作或是用的太久,二氧化锰就来不及或已近饱和没能力再吸收了。
以上内容参考 百度百科-酸性锌锰干电池
锌锰干电池电极反应式是:zn+mno2+2h2o+4oh-→mn(oh)42-+zn(oh)42-、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-。
电池的化学原理
1、在化学电池中,化学能直接转变为电能是靠电池内部自发进行氧化、还原等化学反应的结果,这种反应分别在两个电极上进行。负极活性物质由电位较负并在电解质中稳定的还原剂组成,如锌、镉、铅等活泼金属和氢或碳氢化合物等。
2、正极活性物质由电位较正并在电解质中稳定的氧化剂组成,如二氧化锰、二氧化铅、氧化镍等金属氧化物,氧或空气,卤素及其盐类,含氧酸及其盐类等。电解质则是具有良好离子导电性的材料,如酸、碱、盐的水溶液,有机或无机非水溶液、熔融盐或固体电解质等。
3、当外电路断开时,两极之间虽然有电位差(开路电压),但没有电流,存储在电池中的化学能并不转换为电能。
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