干电池工作原理
干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池,它碳棒以为正极,以锌筒为负极,把化学能转变为电能供给外电路。在化学反应中由于锌比锰活泼,锌失去电子被氧化,锰得到电子被还原。干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等,而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域,十分好用。
干电池的重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。常见的干电池为锌锰电池,中间是正极碳棒,外包石墨和二氧化锰的混合物,再外是一层纤维网。网上涂有很厚的电解质糊,其构成是氯化氨溶液和淀粉,另有少量防腐剂。最外层是金属锌皮做的筒,也就是负极。碱性锌锰干电池电极原理如下:
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,这气体是会新增电池内阻的,而和石墨相混的二氧化锰就是用来吸收氢气的。
一般我们常用的干电池又称为锌锰电池。可分为碳锌电池(Carbon-Zinc)和氯化锌电池(Zinc-Chloride),其优点是能量密度较高,电流密度适当,易实现机械化生产等。在大卖场中这两类电池被成盒成盒的以低廉的售价拍卖着。但很可惜的由于能量密度不足,一般这种电池只用于耗电量较小的电子产品,如:闹钟,计算器等。如果你打算用他来驱动你的数码相机恐怕你会大失所望。
圆筒型锌锰电池因隔离物的区别可分为糊式锌锰电池和纸板锌锰电池。其中纸板锌锰电池因配方组成的差异引起电性能的不同,又分为C型纸板电池(碳锌电池),也称为高容量电池;P型纸板电池(氯化锌电池),又称为高功率电池。,一般超市或零售市场上的干电池皆为此类电池,其标示为Super Heavy Duty。”C”型的电力容量较”P”型电池低约20%,一般随货赠送的电池多为此类电池,干电池的包装分为纸壳(“C”型常用),PVC,铁壳及铅皮等四类包装,同时依含汞量(基本标准为15ppm)来区分还有环保和非环保之不同。
碱性锌-锰电池(Zinc-MnO2):是干电池中的一个重要角色。这一类的电池就是我们常称的“碱性电池”,由于电容量大,电流强使用上又持久,市场上对此类电池的需求越来越高。然而,部分厂商的碱性电池为非环保的含汞电池,原因是此类电池如在成份中加入氧化银可提升其电容量约30%以上,但同时零售价格也相对提高。迄今为止,碱性电池是最成功的高容量电池,也是目前最具性能价格比的电池之一,它改变了传统电池的内部结构和电化学系统,同过采用极纯净极活跃的正负极材料,它的放电容量达到了普通干电池的5-7倍,存储寿命也超过了普通电池的两倍。另一方面,碱性电池也因为它完美的放电曲线而倍受青睐,特别适用于需要持续大电流放电的场合,如相机,电动玩具,BP机,WALKMAN,电动剔须刀等。
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