堿性鋅錳電池全解課件

第二講堿性鋅錳電池第二講堿性鋅錳電池知識點回顧什么是化學(xué)電源？正極？負(fù)極？陰極？陽極？知識點回顧什么是化學(xué)電源？主要內(nèi)容1.鋅錳電池概述2.二氧化錳正極3.鋅負(fù)極4.堿性鋅錳電池性能5.堿性鋅錳電池制作工藝主要內(nèi)容1.鋅錳電池概述2.二氧化錳正極3.鋅負(fù)極4.1鋅錳電池概述（－）Zn|電解液|MnO2（＋）

原料豐富結(jié)構(gòu)簡單成本低廉?dāng)y帶方便在民用領(lǐng)域有很強的競爭力，側(cè)重于小電流或間歇方式供電。1鋅錳電池概述（－）Zn|電解液|MnO2（＋）原料豐1鋅錳電池概述鋅錳電池是法國科學(xué)家Leclanche于1968年發(fā)明的。碳棒MnO2粉+碳粉鋅棒多孔陶瓷管玻璃瓶Leclanche電池結(jié)構(gòu)圖1鋅錳電池概述鋅錳電池是法國科學(xué)家Leclanche于19Zn-MnO2電池按電解液性質(zhì)分中性電池堿性電池銨型電池(pH=5.4)鋅型電池(pH=4.6)一次堿性電池二次堿性電池紙板電池(高功率)糊式電池(普通型)紙板電池(高容量)1鋅錳電池概述鋅錳電池的分類Zn-MnO2中性電池堿性電池銨型電池(pH=5.4)鋅型電

堿性鋅錳電池正極：電解MnO2粉負(fù)極：鋅粉電解液：KOH水溶液其放電時間大約是同類糊式電池的5～7倍。

電池符號：(-)Zn|KOH|MnO2(+)1鋅錳電池概述

1鋅錳電池概述堿性鋅錳電池的特點放電性能好：容量高，可大電流連放，放電曲線平穩(wěn)正極全部采用電解錳；負(fù)極為多孔鋅電極；電解液KOH溶液的導(dǎo)電能力好；反應(yīng)產(chǎn)物疏松且部分可溶。低溫性能好：可以在－40℃的溫度下工作KOH水溶液的冰點低；兩極的極化較小；需注意的問題：

防爬堿；需要強有力的防止自放電的措施，來取代汞。1鋅錳電池概述堿性鋅錳電池的特點低溫性能好：可以在－40℃的溫度下工作1二氧化錳

MnO2是決定電池性能的主要原材料之一。電池工業(yè)上所用的MnO2(常稱錳粉)有四種：天然錳粉(天然軟錳礦)、電解錳粉、活化錳粉和化學(xué)錳粉。電解MnO2由電解硫酸錳溶液制得：

Mn2++2H2O→MnO2+4H++2e電解錳粉純度高，有害雜質(zhì)少，電化學(xué)活性好，采用電解錳粉是提高鋅錳干電池電容量的有效方法。2二氧化錳正極電解MnO2車間電解MnO2粉體天然MnO2二氧化錳2二氧化錳正極電解MnO2車間電解MnO2粉體天然目前公認(rèn)二氧化錳電極反應(yīng)有兩個：

通過對產(chǎn)物的分析，表明Mn2+是少量的，Mn3+化合物MnOOH是主要的，所以（2-2）式是主要反應(yīng)。（2-1）（2-2）二氧化錳電極反應(yīng)2二氧化錳正極目前公認(rèn)二氧化錳電極反應(yīng)有兩個：通過對產(chǎn)物MnO2陰極還原的初級過程(MnOOH的生成)：MnO2＋H＋＋e→MnOOHMnO2陰極還原的次級過程(MnOOH的轉(zhuǎn)移)：（1）固相質(zhì)子擴散實現(xiàn)MnOOH轉(zhuǎn)移，叫做“固相濃差極化”。二氧化錳電極反應(yīng)機理——質(zhì)子-電子機理2二氧化錳正極MnO2陰極還原的初級過程(MnOOH的生成)：MnO2陰MnO2陰極還原的控制步驟：次級過程為控制步驟，即水錳石的轉(zhuǎn)移是控制步驟，MnO2陰極極化主要是由于MnOOH轉(zhuǎn)移的緩慢所造成的。鋅錳電池工作電壓下降的主要原因：由于H+在固相中的擴散速度非常緩慢，從而導(dǎo)致正極發(fā)生嚴(yán)重極化，正極電位下降。二氧化錳電極反應(yīng)機理——質(zhì)子-電子機理2二氧化錳正極鋅錳電池放電電壓及電極電位隨時間的變化曲線MnO2陰極還原的控制步驟：鋅錳電池工作電壓下降的主要原因：金屬鋅是電池的負(fù)極活性物質(zhì)。3鋅負(fù)極鋅電極的陽極氧化過程在以KOH溶液中（堿性電池）Zn＋2OH??2e?→Zn(OH)2?ZnO＋H2O鋅電極產(chǎn)生自放電的原因氫離子的陰極還原所引起的鋅的自放電（主因）氧的陰極還原所引起的鋅電極的自放電電解液中的雜質(zhì)所引起的鋅電極的自放電鋅負(fù)極自放電（電池自放電的主要來源）金屬鋅是電池的負(fù)極活性物質(zhì)。3鋅負(fù)極鋅電極的陽極氧化過程加添加劑在金屬鋅中加入添加劑在電解液中加入緩蝕劑保證原材料的質(zhì)量達(dá)到要求對電解液進(jìn)行凈化貯存電池的溫度低于25℃電池要嚴(yán)格密封3鋅負(fù)極降低鋅負(fù)極自放電的措施加添加劑3鋅負(fù)極降低鋅負(fù)極自放電的措施堿錳電池的開路電壓約為1.55V，工作電壓約為1.25V。電池內(nèi)阻小，在快速放電時能提供足夠的容量，而且在低溫(-20℃)下，其放電容量相當(dāng)于中性干電池室溫下的數(shù)量。放電曲線相當(dāng)平坦，放電到終止電壓(0.9V)時，放電量明顯高于中性鋅錳電池。5堿性鋅錳電池的性能堿錳電池的開路電壓約為1.55V，工作電壓約為1.25V。5

電池結(jié)構(gòu)6堿性鋅錳電池制作工藝電池結(jié)構(gòu)6堿性鋅錳電池制作工藝

工藝流程：6堿性鋅錳電池制作工藝工藝流程：6堿性鋅錳電池制作工藝2、正極炭包：用電解錳、石墨按一定配比，并加入KOH溶液（蒸餾水）混合，壓成筒狀環(huán)式炭包。4、負(fù)極：采用含汞量為4%的汞齊鋅粉。3、隔膜：采用耐堿性和吸水良好的紙為基體，再涂布漿料層。1、炭素殼：用石墨做原料，添加石蠟等粘合劑和防水劑，壓成型，作為電池的正極集流體。

裝配時先把環(huán)行炭包裝入炭素殼中，適當(dāng)壓實，使二者有很好的接觸。再將漿糊紙卷成管型插入炭包中間。然后將和好的鋅膏裝入隔膜筒內(nèi)，最后插入銅釘做負(fù)極集流體。

堿性鋅錳電池的組成及作用：6堿性鋅錳電池制作工藝2、正極炭包：用電解錳、石墨按一定配比，并加入KOH本節(jié)思考題：1、鋅錳電池的工作原理是什么？2、鋅錳電池中鋅電極產(chǎn)生自放電的原因？影響其自放電的因素主要有哪些？3、如何降低鋅負(fù)極的自放電？4、分析鋅錳電池各部分組成及作用。本節(jié)思考題：1、鋅錳電池的工作原理是什么？第二講堿性鋅錳電池第二講堿性鋅錳電池知識點回顧什么是化學(xué)電源？正極？負(fù)極？陰極？陽極？知識點回顧什么是化學(xué)電源？主要內(nèi)容1.鋅錳電池概述2.二氧化錳正極3.鋅負(fù)極4.堿性鋅錳電池性能5.堿性鋅錳電池制作工藝主要內(nèi)容1.鋅錳電池概述2.二氧化錳正極3.鋅負(fù)極4.1鋅錳電池概述（－）Zn|電解液|MnO2（＋）

原料豐富結(jié)構(gòu)簡單成本低廉?dāng)y帶方便在民用領(lǐng)域有很強的競爭力，側(cè)重于小電流或間歇方式供電。1鋅錳電池概述（－）Zn|電解液|MnO2（＋）原料豐1鋅錳電池概述鋅錳電池是法國科學(xué)家Leclanche于1968年發(fā)明的。碳棒MnO2粉+碳粉鋅棒多孔陶瓷管玻璃瓶Leclanche電池結(jié)構(gòu)圖1鋅錳電池概述鋅錳電池是法國科學(xué)家Leclanche于19Zn-MnO2電池按電解液性質(zhì)分中性電池堿性電池銨型電池(pH=5.4)鋅型電池(pH=4.6)一次堿性電池二次堿性電池紙板電池(高功率)糊式電池(普通型)紙板電池(高容量)1鋅錳電池概述鋅錳電池的分類Zn-MnO2中性電池堿性電池銨型電池(pH=5.4)鋅型電

堿性鋅錳電池正極：電解MnO2粉負(fù)極：鋅粉電解液：KOH水溶液其放電時間大約是同類糊式電池的5～7倍。

電池符號：(-)Zn|KOH|MnO2(+)1鋅錳電池概述

1鋅錳電池概述堿性鋅錳電池的特點放電性能好：容量高，可大電流連放，放電曲線平穩(wěn)正極全部采用電解錳；負(fù)極為多孔鋅電極；電解液KOH溶液的導(dǎo)電能力好；反應(yīng)產(chǎn)物疏松且部分可溶。低溫性能好：可以在－40℃的溫度下工作KOH水溶液的冰點低；兩極的極化較??；需注意的問題：

防爬堿；需要強有力的防止自放電的措施，來取代汞。1鋅錳電池概述堿性鋅錳電池的特點低溫性能好：可以在－40℃的溫度下工作1二氧化錳

MnO2是決定電池性能的主要原材料之一。電池工業(yè)上所用的MnO2(常稱錳粉)有四種：天然錳粉(天然軟錳礦)、電解錳粉、活化錳粉和化學(xué)錳粉。電解MnO2由電解硫酸錳溶液制得：

Mn2++2H2O→MnO2+4H++2e電解錳粉純度高，有害雜質(zhì)少，電化學(xué)活性好，采用電解錳粉是提高鋅錳干電池電容量的有效方法。2二氧化錳正極電解MnO2車間電解MnO2粉體天然MnO2二氧化錳2二氧化錳正極電解MnO2車間電解MnO2粉體天然目前公認(rèn)二氧化錳電極反應(yīng)有兩個：

通過對產(chǎn)物的分析，表明Mn2+是少量的，Mn3+化合物MnOOH是主要的，所以（2-2）式是主要反應(yīng)。（2-1）（2-2）二氧化錳電極反應(yīng)2二氧化錳正極目前公認(rèn)二氧化錳電極反應(yīng)有兩個：通過對產(chǎn)物MnO2陰極還原的初級過程(MnOOH的生成)：MnO2＋H＋＋e→MnOOHMnO2陰極還原的次級過程(MnOOH的轉(zhuǎn)移)：（1）固相質(zhì)子擴散實現(xiàn)MnOOH轉(zhuǎn)移，叫做“固相濃差極化”。二氧化錳電極反應(yīng)機理——質(zhì)子-電子機理2二氧化錳正極MnO2陰極還原的初級過程(MnOOH的生成)：MnO2陰MnO2陰極還原的控制步驟：次級過程為控制步驟，即水錳石的轉(zhuǎn)移是控制步驟，MnO2陰極極化主要是由于MnOOH轉(zhuǎn)移的緩慢所造成的。鋅錳電池工作電壓下降的主要原因：由于H+在固相中的擴散速度非常緩慢，從而導(dǎo)致正極發(fā)生嚴(yán)重極化，正極電位下降。二氧化錳電極反應(yīng)機理——質(zhì)子-電子機理2二氧化錳正極鋅錳電池放電電壓及電極電位隨時間的變化曲線MnO2陰極還原的控制步驟：鋅錳電池工作電壓下降的主要原因：金屬鋅是電池的負(fù)極活性物質(zhì)。3鋅負(fù)極鋅電極的陽極氧化過程在以KOH溶液中（堿性電池）Zn＋2OH??2e?→Zn(OH)2?ZnO＋H2O鋅電極產(chǎn)生自放電的原因氫離子的陰極還原所引起的鋅的自放電（主因）氧的陰極還原所引起的鋅電極的自放電電解液中的雜質(zhì)所引起的鋅電極的自放電鋅負(fù)極自放電（電池自放電的主要來源）金屬鋅是電池的負(fù)極活性物質(zhì)。3鋅負(fù)極鋅電極的陽極氧化過程加添加劑在金屬鋅中加入添加劑在電解液中加入緩蝕劑保證原材料的質(zhì)量達(dá)到要求對電解液進(jìn)行凈化貯存電池的溫度低于25℃電池要嚴(yán)格密封3鋅負(fù)極降低鋅負(fù)極自放電的措施加添加劑3鋅負(fù)極降低鋅負(fù)極自放電的措施堿錳電池的開路電壓約為1.55V，工作電壓約為1.25V。電池內(nèi)阻小，在快速放電時能提供足夠的容量，而且在低溫(-20℃)下，其放電容量相當(dāng)于中性干電池室溫下的數(shù)量。放電曲線相當(dāng)平坦，放電到終止電壓(0.9V)時，放電量明顯高于中性鋅錳電池。5堿性鋅錳電池的性能堿錳電池的開路電壓約為1.55V，工作電壓約為1.25V。5

電池結(jié)構(gòu)6堿性鋅錳電池制作工藝電池結(jié)構(gòu)6堿性鋅錳電池制作工藝

工藝流程：6堿性鋅錳電池制作工藝工藝流程：6堿性鋅錳電池制作工藝2、正極炭包：用電解錳、石墨按一定配比，并加入KOH溶液（蒸餾水）混合，壓成筒狀環(huán)式炭包。4、負(fù)極：采用含汞量為4%的汞齊鋅粉。3、隔膜：采用耐堿性和吸水良好的紙為基體，再涂布漿料層。1、炭素殼：用石墨做原料，添加石蠟等粘合