干电池原理及结构

    1. 什么叫干电池
[dry cell] 一种伏打电池,利用某种吸收剂(如木屑或明胶)使内含物成为不会外溢的糊状。常用作手电筒照明、收音机等的电源
干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池。因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物,所以叫做干电池,这是相对于具有可流动电解质的电池说的。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。
  2.种类
随着科学技术的发展,干电池已经发展成为一个大的家族,到目前为止已经约有100多种。常见的有普通锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池、锌-空气电池、锌-氧化汞电池、锌-氧化银电池、锂-锰电池等。
对于使用最多的锌-锰干电池来说,由于结构的不同又可分:糊式锌-锰干电也、纸板式锌-锰干电池、薄膜式锌-锰干电池、氯化锌锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、四极并联锌-锰干电池、迭层式锌-锰干电池等。
3.锌-锰干电池的结构与原理
锌锰干电池是日常生活中常用的干电池。
正极材料:MnO2、石墨棒
负极材料:锌片
电解质:NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊状物
电池符号可表示为
(-) Zn|ZnCl2、NH4Cl(糊状)‖MnO2|C(石墨) (+)
负极:Zn=Zn2++2e
正极:2MnO2+2NH4++2e=Mn2O3+2NH3+H2O
总反应:Zn+2MnO2+2NH4+= Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O
锌锰干电池的电动势为1.5V。因产生的NH3气被石墨吸附,引起电动势下降较快。如果用高导电的糊状KOH代替NH4Cl,正极材料改用钢筒,MnO2层紧靠钢筒,就构成碱性锌锰干电池,由于电池反应没有气体产生,内电阻较低,电动势为1.5V,比较稳定。
干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池,它以二氧化锰为正极,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。
 干电池的使用与选购
普通锌锰电池也称碳性电池。这是市场上最常见,最便宜的一种。根据采用的材料,制 造工艺不同区分为普通型和“高能电池”(或称高性能电池)如国产555,777,武汉 的“火花”“火鸟”“大公”, 美国永备公司所产的“红猫”牌,以及日本的“红东芝 ”“金东芝”等均属此类。价格低廉是这类电池的优点,但缺点也是明显的:电容量低 ,不适合需要大电流和较长期连续工作的场合,
另外原材料浪费很大。因此,国外已逐步减少该种电池的生产,如有名的超霸电池 生产公司—GPI集团今年就停止了普通锌锰电池的生产,而全力制造碱性电池和充电电池 。 普通锌锰电池虽然价格低廉,但从使用的经济性说赶不上充电电池,从使用的方便性 和每小时使用价格来说又比不过碱性电池,同时低档的普通锌锰电池还会漏液损坏电器 ,因此在国际上认为普通锌锰电池是过时的产品,有些厂已经停止了这种电池的生产, 无论进口和国产的产品都没有太大的使用价值,特别是进口普通锌锰电池更不划算,是 所有电池中性价比最低的。一个号称“高容量”的五号电池销售价一般是1.5元~2.5元 ,还不如买容量比它多5~7倍的国产碱性电池。