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(知识点)锌锰电池的工作原理及特点分析

更新时间:2024-05-19 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

锌锰电池的工作原理:l86物理好资源网(原物理ok网)

酸性l86物理好资源网(原物理ok网)

酸性锌锰干电池采用锌圆柱体作为负极,并经过汞齐处理,使表面性质更加均匀,从而减少锌的腐蚀,提高电池的储存性能。 正极材料由二氧化锰粉末、氯化铵和炭黑组成的混合糊组成。 正极材料中间插入一根碳棒作为导体引出电流。 正负极之间有一层强化隔离纸,浸泡在含有氯化铵和氯化锌的电解质溶液中,金属锌的上部被密封。 这种电池是法国()于1860年代发明的,因此也称为电池或碳锌干电池。 可以表示为:l86物理好资源网(原物理ok网)

(-)Zn|NH4Cl (20%)ZnCl2|MnO2, C (+)l86物理好资源网(原物理ok网)

尽管这种类型的电池有着悠久的历史干电池原理,但其电化学过程尚未完全了解。 一般认为,放电时,电池内的反应如下:正极为阴极,锰由四价还原为三价。l86物理好资源网(原物理ok网)

2MnO2+2l86物理好资源网(原物理ok网)

+2eˉ→2MnO(OH)l86物理好资源网(原物理ok网)

负极为阳极,锌被氧化成二价锌离子:l86物理好资源网(原物理ok网)

Zn+→Zn(NH3)2Cl2+2l86物理好资源网(原物理ok网)

干电池原理l86物理好资源网(原物理ok网)

+2eˉl86物理好资源网(原物理ok网)

总体电池响应为:l86物理好资源网(原物理ok网)

2MnO2+Zn+→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2l86物理好资源网(原物理ok网)

实践经验表明,电池的电流-电压特性与二氧化锰的来源有关,也直接取决于锰的氧化价态、晶粒的大小、水合程度。 目前已使用ZnCl2电解质代替NH4Cl,这充分证明了Zn在没有NH4存在的情况下与Cl[ZnCl4]协同作用。 放电前,pH=5,放电后,pH升至pH=7,呈中性。l86物理好资源网(原物理ok网)

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,从1号到5号; (4)携带方便,适合间歇放电场合。 缺点是:使用过程中电压不断下降,不能提供稳定的电压,且放电功率低英语作文,比能量小,低温性能差,不能在-20℃下工作。 高寒、寒冷地区只能使用碱性锌锰干电池。l86物理好资源网(原物理ok网)

碱性l86物理好资源网(原物理ok网)

碱性锌锰电池简称碱锰电池。 1882年研制成功,1912年研制成功,直到1949年才投入生产。人们发现,当用KOH电解质溶液代替NH4Cl作为电解质时,无论是电解质还是结构都有较大的变化,并且可以显着提高电池的比能量和放电电流。 其电池表达式为:l86物理好资源网(原物理ok网)

(-)Zn︱KOH,K2[Zn(OH)4]︱MnO2,C(+)l86物理好资源网(原物理ok网)

其电极反应如下:l86物理好资源网(原物理ok网)

正极反应:l86物理好资源网(原物理ok网)

干电池原理l86物理好资源网(原物理ok网)

MnO2+H2O+eˉ→MnO(OH)+OHˉl86物理好资源网(原物理ok网)

MnO(OH)在碱性溶液中有一定的溶解度l86物理好资源网(原物理ok网)

MnO(OH)+H2O+OHˉ→Mn(OH)4l86物理好资源网(原物理ok网)

Mn(OH)4+2eˉ→Mn(OH)42-l86物理好资源网(原物理ok网)

对阳极反应呈阴性:l86物理好资源网(原物理ok网)

Zn+2OHˉ→Zn(OH)2+2eˉl86物理好资源网(原物理ok网)

Zn(OH)2+2OHˉ→Zn(OH)4l86物理好资源网(原物理ok网)

总体电池响应为:l86物理好资源网(原物理ok网)

Zn+MnO2+2H2O+4OHˉ→Mn(OH)42ˉ+Zn(OH)4l86物理好资源网(原物理ok网)

由于正极的阴极反应不全是固相反应,而负极的阳极反应是可溶性Zn(OH)4ˉ,因此内阻小,放电后电压恢复能力强。 碱性锌锰电池采用高纯度、高活性的正负极材料,并采用离子导电性强的碱作为电解液,使电化学反应面积成倍增加。 其特点:(1)开路电压1.5V; (2)工作温度范围宽,在-20℃~60℃之间干电池原理,适合寒冷地区使用; (3)大电流连续放电,其容量是酸性锌锰电池的5倍左右; (4)其低温放电性能也很好。l86物理好资源网(原物理ok网)

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