碱性锌锰电池.ppt

化学动力技术*第2课碱性锌锰电池知识点回顾什么是化学动力源？正极？负极？阴极？阳极？主要内容1锌锰电池概述（－）Zn |电解质| MnO2（+）在民用领域具有很强的竞争力，着眼于小电流或间歇性电源. 1锌锰电池概述锌锰电池是法国科学家Leclanche于1968年发明的. 碳棒MnO2粉+碳粉锌棒多孔陶瓷管玻璃瓶Leclanche电池的Zn-MnO2电池分为中性电池和碱性电池. 铵电池（pH = 5.4）锌电池（pH = 4.6）根据电解质的性质一次碱性电池二次碱性电池纸板电池（大功率）糊状电池（普通型）纸板电池（大容量）1锌概述锰电池锌锰电池的分类碱性锌锰电池正极: 电解MnO2粉末负极: 锌粉电解质: KOH水溶液的放电时间约为类似糊状电池的5至7倍. 电池符号: （-）Zn | KOH | MnO2（+）1锌锰电池概述碱性锌锰电池的特点是具有良好的放电性能: 高容量，大电流连续放电，稳定的放电曲线，所有正极均采用电解锰. 负极为多孔锌电极. 电解液的KOH溶液具有良好的导电性；反应产物松散且部分可溶. 良好的低温性能: 可以在-40℃下工作. KOH水溶液的凝固点低. 两极极化很小. 注意事项: 防爬；需要采取强有力的措施防止自燃，以取代汞.

1锌锰电池概述二氧化锰MnO2是决定电池性能的主要原材料之一. 电池行业使用四种类型的MnO2（通常称为锰粉）: 天然锰粉（天然软锰矿石），电解锰粉，活性锰粉和化学锰粉. 电解锰粉由电解硫酸锰溶液制得: Mn2 + + 2H2O→MnO2 + 4H + + 2e电解锰粉纯度高，有害杂质少，电化学活性好. 电解锰粉的使用是增加锌锰干电池容量的有效方法. 2二氧化锰阴极电解MnO2车间电解MnO2粉末天然MnO2目前公认有两种二氧化锰电极反应: 通过对产物的分析表明，Mn2 +的量很少，而Mn3 +的化合物MnOOH为主要，因此（2-2）公式是主要反应. （2-1）（2-2）二氧化锰电极的反应2二氧化锰阴极MnO2阴极还原的主要过程（生成MnOOH）: MnO2 + H + + e→MnOOH MnO2阴极还原的二次过程（转移MnOOH）: （1）实现MnOOH转移的固相质子扩散被称为“固相浓度极化”. 二氧化锰电极反应机理-质子-电子机理2二氧化锰阴极MnO2阴极还原的控制步骤: 二级过程是控制步骤，即水镁石的转移是控制步骤，MnO2阴极极化主要是由于MnOOH转移引起的慢慢来.

锌锰电池工作电压下降的主要原因: 由于H +在固相中的扩散速度非常慢，因此正极被严重极化，并且正极电位降低. 二氧化锰电极的反应机理-质子电子机理2二氧化锰正极锌-锰电池的放电电压和电极电位随时间的变化曲线金属锌是电池的负极活性物质. 3锌阳极锌电极在KOH溶液（碱性电池）Zn + 2OH ??中的阳极氧化过程2e？ →Zn（OH）2？ ZnO + H2O锌电极的自放电是由氢离子的阴极还原引起的. 锌的自放电（主要原因）是由氧的阴极还原引起的锌电极的电解质中的杂质引起的锌电极的自放电. 锌电极的放电锌阳极的自放电（电池自放电的主要来源）在锌金属中添加添加剂在电解质中添加添加剂. 添加缓蚀剂以确保原材料质量符合要求. 净化电解质. 存放电池温度低于25℃. 电池必须密封. 3锌负极措施可减少锌负极的自放电. 约为1.55V，工作电压约为1.25V. 电池的内阻很小，可以在快速放电时提供足够的容量，在低温（-20℃）下，其放电容量等于室温下中性干电池的数量. 放电曲线很平坦. 当放电达到终止电压（0.9V）时，放电容量明显高于中性锌锰电池.

5碱性锌锰电池的性能电池结构6碱性锌锰电池的制造工艺: 6碱性锌锰电池的制造工艺2.正极碳袋: 电解锰和石墨以一定比例使用并添加将KOH溶液（蒸馏水）混合并压入圆柱形环状碳袋中. 4.负极: 汞含量为4％的汞齐锌粉. 3.分离器: 使用具有良好耐碱性和良好吸水性的纸张作为基材，然后在浆液层上进行涂布. 1.碳壳: 以石墨为原料，添加石蜡及其他粘结剂和防水剂，压制成型，作为电池的正极集电体. 组装时，首先将环碳包装到碳壳中并适当压紧，以使两者之间具有良好的接触. 然后将粘贴纸卷成管状，然后将其插入木炭袋的中间. 然后将调节好的锌浆放入隔膜管中，最后插入铜钉以制成负极集流体. 碱性锌锰电池的组成和功能: 6碱性锌锰电池的生产工艺本节中的思考问题: 1.锌锰电池的工作原理是什么？ 2.锌锰电池中锌电极自放电的原因？影响其自放电的主要因素是什么？ 3.如何减少锌阳极的自放电？ 4.分析锌锰电池的组成和功能. 锌锰电池，又称Leclanche电池，是法国科学家Leclanche于1968年发明的. 它使用锌（Zn）作为负电极，使用二氧化锰（MnO2）作为正电极. 使用的电解液是由氯化铵（NH4cl）和氯化锌（Zncl2）的中性水溶液制成，并以淀粉或纸浆纸作为隔离层的电池，称为锌锰电池.

由于通常将电解质溶液制成凝胶状或吸附在其他载体上并且没有流动碱性锌锰电池生产工艺，因此也称为锌锰干电池. 根据隔离层的用途，可以将其分为膏型和板型电池两种类型，并且根据电解质将板型分为铵型和锌型纸板电池. 普通锌锰干电池中的纸板电池的结构优于糊状电池，并且活性材料的利用率高. 但是，我国生产的干电池中约有70％仍是糊状电池，已被发达国家淘汰. 基于1998年中国约90亿个粘贴式电池的总产量，保守估计（用纸板电池替换1.5个粘贴式电池），如果全部都是纸板电池，则仅60亿就足够了，碱性性电池的性能更为优越，碱性电池胜过5-8棒型电池. 发达国家已经基本实现了纸板电池的使用，其干电池中的碱性电池和其他高性能电池（约占40-80％）比我国要大得多（约占5％）. 在我国，糊状电池的生产很猖,，浪费资源和严重污染. 应该加以限制，并且应该消除年数. *糊状锌锰电池正极: 天然MnO2（含量70-75％）；分离器: 淀粉糊分离器，电解质: 主要为NH4Cl碱性锌锰电池生产工艺，少量的ZnCl2；负极: 锌圆筒. 由于电解液不流动，因此也称为干电池. 也称为NH4Cl型电池. 锌| NH4Cl（ZnCl2）| MnO2，性能较差. 氯化锌型纸板电池正极: 电解MnO2；分离器: 纸浆层纸；电解液: 以ZnCl2为主体，水溶液中有少量NH4Cl.

放电时间比“粘贴式锌锰电池”的放电时间高约3-4倍. 锌|氯化锌（NH4Cl）| MnO2碱性锌锰电池正极: 电解MnO2粉末；负极: 混合锌粉；电解: KOH水溶液. 其电性能优于前两种类型的电池，放电时间约为类似糊状电池（可制成二次电池）的5至7倍. 锌| KOH | MnO2 * * * *歧化反应通常在酸性介质中发生*化学动力技术*锌锰电池，也称为Leclanche电池，是法国科学家Leclanche（1968）由锌（Zn）发明作为负极和二氧化锰（ MnO2为正极，电解液使用氯化铵（NH4cl），氯化锌（Zncl2）和淀粉或纸浆纸的中性水溶液作为隔离层. 由层制成的电池称为锌锰电池. 由于其电解质溶液通常制成凝胶或吸附在其他载体上并显示出非流动状态，因此也称为锌锰干电池. 根据隔离层的用途，可以将其分为膏型和板型电池两种类型，并且根据电解质将板型分为铵型和锌型纸板电池. 普通锌锰干电池中的纸板电池的结构优于糊状电池，并且活性材料的利用率高. 但是，我国生产的干电池中约有70％仍是糊状电池，已被发达国家淘汰. 基于1998年中国约90亿个粘贴式电池的总产量，保守估计（用纸板电池替换1.5个粘贴式电池），如果全部都是纸板电池，则仅60亿就足够了，碱性性电池的性能更为优越，碱性电池胜过5-8支棒型电池.

发达国家已经基本实现了纸板电池的转换，其碱性电池和其他高性能电池在干电池中的比例（约40-80％）比我国（约5％）大. 在我国，糊状电池的生产很猖,，浪费资源和严重污染. 应该加以限制，并且应该消除年数. *糊状锌锰电池正极: 天然MnO2（含量70-75％）；分离器: 淀粉糊分离器，电解质: 主要为NH4Cl，少量的ZnCl2；负极: 锌圆筒. 由于电解液不流动，因此也称为干电池. 也称为NH4Cl型电池. 锌| NH4Cl（ZnCl2）| MnO2，性能较差. 氯化锌型纸板电池正极: 电解MnO2；分离器: 纸浆层纸；电解液: 以ZnCl2为主体，水溶液中少量NH4Cl. 放电时间是“粘贴式锌锰电池”的3-4倍. 锌|氯化锌（NH4Cl）| MnO2碱性锌锰电池正极: 电解MnO2粉末；负极: 混合锌粉；电解: KOH水溶液. 其电性能优于前两种类型的电池，放电时间约为类似糊状电池（可制成二次电池）的5至7倍. 锌| KOH | MnO2 * * * *歧化反应通常在酸性介质中发生*

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