鋅錳干電池的發(fā)展

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1、鋅猛干電池的發(fā)展汪群擁尹占蘭一、鋅鎰T電池的分類和原理化學電源對分為一次電池、二次電池(又稱蓄電池)和燃料電池三種。顧名思義，一次電池就是使用一次示就被廢棄的電池。例如鋅猛干電池、鋅銀鈕扣式電池、鋰電池籌。二次電池乂稱蓄電池，它是在充電后乂能反復使用的電池，使用周期較長，故乂稱Z為可充式電池。如鉛酸蓄電池，鎳鎘電池、金加氫化物鎳電池、鋰離子電池等。嚴格來講，燃料電池也屬于一次電池，但一般的一次電池的正、負極活性物質(zhì)是固體并放在電池內(nèi)，用完后不能補充，因而容量較小，而燃料電池的活性物質(zhì)是放在電池外儲罐屮的氣體或液體，只要氣體或液體的活性物質(zhì)源

2、源不斷地輸入燃料電池屮，電池就連續(xù)發(fā)電。如堿性燃料電池(AFC),熔融碳酸鹽電池(MCFC)、磷酸鹽電池(PAC),固體氧化物電池(SOFC),固體聚合物電池(SPEFC)等。鋅鋌干電池根據(jù)電解質(zhì)酸堿性質(zhì)可分為以卞兩類：1.酸性鋅鎰干電池酸性鋅猛干電池是以鋅筒作為負極，并經(jīng)汞齊化處理，使表而性質(zhì)更為均勻，以減少鋅的腐蝕，提高電池的儲藏性能，正極材料是由二氧化猛粉、氯化錢及碳黑組成的一個混合糊狀物。正極材料中間插入-?根碳棒，作為引出電流的導體。在正極和負極之間有一層增強的隔離紙，該紙浸透了含有氯化鞍和氯化鋅的電解質(zhì)溶液，金屬鋅的上部被密封。

3、這種電池是19世紀6()年代法國的勒克蘭謝(Leclanche)發(fā)叨的，故又稱為勒克蘭謝電池或炭鋅干電池，可表示為：(一)ZnINH4C1(20%)ZnCl2IMnO2,C(+)盡管這種電池的丿力史悠久，但對它的電化學過程尚未完全了解，通常認為放電時，電池屮的反應如下：正極為陰極，鈕由四價還原為三價2MnO2+2H2O+2e-*2MnO(OH)+2OH-負極為陽極，鋅氧化為二價鋅離子：Zn+2NH4CI-Zn(NH3)2Cl2+2H卜+2e總的電池反應為：2MnO2+Zn+2NHQ-2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2實踐經(jīng)驗表明，該電

4、池的電流一電壓特性和二氧化鎰的來源冇關，也直接地依賴于鎰的氧化價態(tài)、晶粒的人小及水化程度等。目前己全部以ZnCb電解液代替NHqCl,充分說明Zi?+與C「配合[ZnCl4]2',而不必有NHj存在，放電前pH=5,放電后pH上升到pH=7為中性。該電池的特點：(1)開路電壓為1.55V?1.70V；(2)原材料豐富，價格低廉;(3)型號多樣1號?5號；(4)攜帶方便，適用于間歇式放電場合。缺點是：在使用過程屮電壓不斷卜降，不能提供穩(wěn)定電壓，且放電功率低，比能量小，低溫性能差，在一20°C即不能工作。在高寒地區(qū)只可使用堿性鋅僦干電池。2.堿

5、性鋅猛干電池堿性鋅鎰電池簡稱堿鎰電池，它是在1882年研制成功，1912年就已開發(fā)，到了1949年才投產(chǎn)問卅。人們發(fā)現(xiàn)，當用KOH電解質(zhì)溶液代替NH-Cl做電解質(zhì)時，無論是電解質(zhì)還是結(jié)構(gòu)上都有較人變化，電池的比能量和放電電流都能得到顯著的提高。它的電池表達式為：(-)ZnIKOH,K2[Zn(OH)4]IMnO2,C(+)它的電極反應如下：正極為陰極反應：MnO2+H2O+c—MnO(OH)+OH"MnO(OH)在堿性溶液屮有一定的溶解度MnO(OH)+H2O+OH_-*Mn(OH)4_Mn(OH)4"+e->Mn(OH)42"負極為陽極反

6、應：Zn+2OH->Zn(OH)2+2cZn(OH)2+2OH一一Zn(OH)42_總的電池反應為：Zn+MnO2+2H2O+4OH_->Mn(OH)42_+Zn(OH)42_由于正極為陰極反應不全是固相反應，負極為陽極反應是可溶性的Zn(OH)42',故內(nèi)阻小，放電后電壓恢復能力強。堿性鋅猛電池采用了高純度、高活性的正、負極材料,以及離子導電性強的堿作為電解質(zhì)，使電化學反應面積成倍增長。它的特點：(1)開路電壓為1.5V；(2)工作溫度范圍寬在一20°C?60°CZ間，適于高寒地區(qū)使用；(3)人電流連續(xù)放電具容量是酸性鋅鎰電池的5倍左右；

7、(4)它的低溫放電性能也很好。我國目前主要生產(chǎn)酸性鋅鑼電池、堿性鋅鎰電池，而者如大公、牡丹、中華、天鵝、555,后者如南孚、雙鹿、白象等。僅根據(jù)1995年統(tǒng)計資料表明，全世界干電池總產(chǎn)量為250億只，其中堿鎰電池為70億只。5年來，美國、歐洲和F1本的堿猛電池年增長率超過12%,美、歐、FI國內(nèi)堿鎰電池所占市場比例分別為72%、52%和29%。我國堿鎰電也總產(chǎn)量近3億只，僅占干電池總產(chǎn)量的3%,預計5年內(nèi)將提高到1()%?15%。從目前發(fā)展現(xiàn)況來看，“南孚”、“雙鹿”、“白象”等品牌已達到國際標準，生產(chǎn)速率最高200只/min,美國、口木已

8、達300只/min以上。二、廢舊電池的危害2001年1刀1日是國家經(jīng)貿(mào)委、國家環(huán)保總局、國家技術(shù)監(jiān)督局等9個部委局于1997年發(fā)布的《關于限制電池產(chǎn)品汞含量的通知》屮要求的“凡進