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            一次電池
            傳統干電池概述
            作者:admin 來源:百度百科 點擊:1787次 日期:2016-12-14 [] [] []

            簡介


                  干電池(Dry cell)是一種以糊狀電解液來產生直流電的化學電池(濕電池則為使用液態電解液的化學電池),大致上分為一次電池及二次電池兩種,是日常生活之中為普遍使用,以及輕便的電池,它們可以使用于很多電器用品上。

            常見的干電池為鋅錳電池(或稱碳鋅電池,即 dry Leclanché cell)。

                  干電池屬于化學電源中的原電池,是一種一次性電池。因為這種化學電源裝置其電解質是一種不能流動的糊狀物,所以叫做干電池,這是相對于具有可流動電解質的電池說的。干電池不僅適用于手電筒、半導體收音機、收錄機、照相機、電子鐘、玩具等,而且也適用于國防、科研、電信、航海、航空、醫學等國民經濟中的各個領域,十分好用。

                  普通干電池大都是錳鋅電池,中間是正極碳棒,外包石墨和二氧化錳的混合物,再外是一層纖維網.網上涂有很厚的電解質糊,其構成是氯化銨溶液和淀粉,另有少量防腐劑.最外層是金屬鋅皮做的筒,也就是負極,電池放電就是氯化銨與鋅的電解反應,釋放出的電荷由石墨傳導給正極碳棒,鋅的電解反應是會釋放氫氣的,這氣體是會增加電池內阻的,而和石墨相混的二氧化錳就是用來吸收氫氣的.但若電池連續工作或是用的太久,二氧化錳就來不及或已近飽和沒能力再吸收了,此時電池就會因內阻太大而輸出電流太小而失去作用.但此時若將電池加熱,或放置一段時間,它內部的聚集氫氣就會受熱放出或緩慢放出.二氧化錳也到了還原恢復,那電池就又有活力了!

                  化學方程式為:Zn+2MnO2+2NH4Cl= ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O

                  切勿解剖干電池!!不可將其置于火上進行灼燒或炙烤。

            國內發展


                   “十一五”期間,我國干電池市場規模迅速擴大,產量平均以每年約20%的速度快速增長,總體規模增長了2倍,由2005年的約7000萬多KVAh上升至2010年的14416.68萬KVAh。2011年,我國干電池行業產銷規模均有所擴大,利潤及銷售利潤均大幅上升,行業經營效益較好。2011年我國干電池行業的資產總額為880.91億元,同比增長39.35%;實現銷售收入965.15億元,同比增長32.40%;實現利潤總額57.20億元,同比增長10.81%。與此同時,干電池技術經過多年發展,其比能量、循環壽命、高低溫適應性等問題已有所突破。目前我國正逐漸縮小與國際領先技術的差距,在部分核心技術方面已達到國際水平,并且越來越多地進入國際市場。

            歷史

                  1780年的一天,意大利解剖學家伽伐尼(Luigi Galvani)在做青蛙解剖時,兩手分別拿著不同的金屬器械,無意中同時碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下,仿佛受到電流的刺激,而如果只用一種金屬器械去觸動青蛙,就無此種反應。伽伐尼認為,出現這種現象是因為動物軀體內部產生的一種電,他稱之為“生物電”。
                  1799年,伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水里,發現連接兩塊金屬的導線中有電流通過。于是,他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片,平疊起來。用手觸摸兩端時,會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功制成了世界上第一個電池“伏特電堆”。這個“伏特電堆”實際上就是串聯的電池組。
                  1836年,英國的丹尼爾對“伏特電堆”進行了改良,又陸續有效果更好的“本生電池”和“格羅夫電池”等問世。然而在當時,無論哪種電池都需在兩個金屬板之間灌裝液體,搬運很不方便,特別是蓄電池所用液體是硫酸,在挪動時很危險。
            干電池的鼻祖在19世紀中期誕生。1860年,法國的雷克蘭士(George Leclanche)發明了碳鋅電池,這種電池更容易制造,且最初潮濕水性的電解液逐漸用黏濁狀類似糨糊的方式取代,于是裝在容器內時,“干”性的電池出現了。
                  1887年,英國人赫勒森(Wilhelm Hellesen)發明了最早的干電池。相對于液體電池而言,干電池的電解液為糊狀,不會溢漏,便于攜帶,因此獲得了廣泛應用。

            種類


                  隨著科學技術的發展,干電池已經發展成為一個大的家族,到目前為止已經約有100多種。常見的有普通鋅-錳干電池、堿性鋅-錳干電池、鎂-錳干電池、鋅-空氣電池、鋅-氧化汞電池、鋅-氧化銀電池、鋰-錳電池等。
                  對于使用最多的鋅-錳干電池來說,由于結構的不同又可分:糊式鋅-錳干電池、紙板式鋅-錳干電池、薄膜式鋅-錳干電池、氯化鋅鋅-錳干電池、堿性鋅-錳干電池、四極并聯鋅-錳干電池、迭層式鋅-錳干電池等。

            電池結構


            鋅錳干電池是日常生活中常用的干電池。
            正極材料:錳(Mn)、石墨棒
            負極材料:鋅(Zn)片
            電解質:NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊狀物
            電池符號可表示為
            (-) Zn|ZnCl2、NH4Cl(糊狀)‖Mn|C(石墨) (+)
            負極:Zn-2e-=Zn2+
            正極:2Mno2+2NH4++2e-=Mn2o3+2NH3+H2o
            總反應:Zn+2Mno2+2NH4+= Zn2+Mn2o3+2NH3+H2o
            鋅錳干電池的電動勢為1.5V。因產生的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,Mn層緊靠鋼筒,就構成堿性鋅錳干電池,由于電池反應沒有氣體產生,內電阻較低,電動勢為1.5V,比較穩定。
            此干電池屬于化學電源中的原電池,是一種一次性電池,它碳棒以為正極,以鋅筒為負極,把化學能轉變為電能供給外電路。在化學反應中由于鋅比錳活潑,鋅失去電子被氧化,錳得到電子被還原。


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