碱性锌锰电池的发展及应用

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2024年普通锌锰电池市场前景分析

2024年普通锌锰电池市场前景分析

普通锌锰电池市场前景分析1. 引言普通锌锰电池是一种常见的无汞碱性电池,广泛应用于电子设备、玩具、数码产品等领域。

本文将对普通锌锰电池市场的前景进行分析,以了解其未来发展趋势。

2. 市场规模根据市场调研数据,普通锌锰电池市场在过去几年保持稳定增长。

目前,全球普通锌锰电池市场规模已超过100亿美元,并且预计在未来几年内将继续保持增长。

3. 市场驱动因素普通锌锰电池市场的增长主要受以下因素驱动:3.1. 电子设备的普及随着电子设备的普及,人们对长续航能力的需求不断增加。

普通锌锰电池具有价格低廉、容量适中、使用方便等优点,能够满足大部分电子设备的供电需求,因此在电子设备市场有较广泛的应用。

3.2. 环保意识的提高随着环保意识的提高,越来越多的消费者开始转向使用无汞电池。

普通锌锰电池不含有害物质,因此成为替代传统汞电池的理想选择。

3.3. 经济实惠性与其他类型的电池相比,普通锌锰电池具有成本低、性价比高的特点。

这使得它在价格敏感的市场中具有竞争优势,吸引了大量消费者的选择。

4. 市场挑战虽然普通锌锰电池市场前景广阔,但也面临一些挑战:4.1. 新技术竞争随着科技的发展,新型电池技术不断涌现,如锂离子电池、聚合物锂离子电池等。

这些新技术电池具有更高的能量密度和长循环寿命,对普通锌锰电池构成竞争威胁。

4.2. 可持续性问题普通锌锰电池的材料资源相对有限,且存在回收利用困难的问题。

随着可持续发展理念的深入推进,这可能成为制约市场发展的因素。

5. 发展趋势针对市场挑战,普通锌锰电池市场可能朝着以下方向发展:5.1. 技术升级普通锌锰电池行业应加强技术创新,提升产品质量和性能。

例如,通过改进电池结构、优化电池材料等方式,提高能量密度和循环寿命。

5.2. 拓展应用领域除了传统领域,普通锌锰电池可以拓展应用到无线传感器网络、医疗设备等领域。

这些领域对电池的供电需求较大,为普通锌锰电池提供了新的市场机会。

5.3. 加强环境保护意识普通锌锰电池制造商应加强环境保护意识,推动电池回收利用工作。

锌锰干电池原理

锌锰干电池原理

锌锰干电池原理锌锰干电池,又称为碱性锌锰电池,是一种常见的干电池类型。

它由锌阳极、二氧化锰阴极和碱性电解液组成。

在这种电池中,锌是负极,二氧化锰是正极,电解液是导电介质。

锌锰干电池通过化学反应产生电能,从而实现电能的转化和利用。

锌是一种常见的金属元素,它在化学反应中具有较强的还原性。

而二氧化锰则是一种氧化性较强的物质。

当锌阳极与二氧化锰阴极通过电解液相连时,锌会发生氧化反应,释放出电子。

这些电子会通过外部电路流向二氧化锰阴极,从而产生电流。

同时,在电解液的作用下,二氧化锰会接受这些电子,发生还原反应。

这样,就完成了电池内部的化学反应,从而产生了电能。

锌锰干电池的工作原理可以总结为锌阳极的氧化反应和二氧化锰阴极的还原反应。

在氧化反应中,锌会失去电子,转变为锌离子,同时释放出电子。

而在还原反应中,二氧化锰会接受这些电子,从而还原成锰离子。

这两个反应相互配合,形成了电池的闭合回路,使得电能得以产生。

锌锰干电池在实际应用中具有许多优点。

首先,它具有较高的能量密度,能够提供持久稳定的电能输出。

其次,锌锰干电池相对环保,不含有有害物质,对环境友好。

此外,锌锰干电池成本较低,易于制造和使用,广泛应用于日常生活中的各种电子设备中。

然而,锌锰干电池也存在一些局限性。

首先,它的电压相对较低,不能满足一些对电压要求较高的设备。

其次,锌锰干电池的寿命较短,容易出现自放电现象,影响电池的使用寿命。

此外,锌锰干电池在高温或低温环境下的性能明显下降,不适用于极端环境条件下的使用。

总的来说,锌锰干电池作为一种常见的电池类型,在日常生活中扮演着重要的角色。

它通过锌和二氧化锰之间的化学反应,将化学能转化为电能,为我们的电子设备提供稳定可靠的电源。

在未来,随着科技的发展和工艺的改进,锌锰干电池有望进一步提高能量密度、延长使用寿命,为人类的生活带来更大的便利和效益。

2023年圆柱型碱性锌锰电池行业市场分析现状

2023年圆柱型碱性锌锰电池行业市场分析现状

2023年圆柱型碱性锌锰电池行业市场分析现状圆柱型碱性锌锰电池是一种常见的干电池,以其性能稳定、寿命长、价格低廉而在市场上广泛应用。

在市场分析现状中,可以从以下几个方面进行介绍。

首先,行业市场规模庞大。

随着电子产品的普及和应用领域的不断拓展,圆柱型碱性锌锰电池的市场需求呈现出稳步增长的趋势。

根据统计数据显示,圆柱型碱性锌锰电池市场规模每年以10%左右的速度增长,预计到2025年市场规模将超过100亿美元。

其次,行业竞争激烈。

经过多年的发展,圆柱型碱性锌锰电池市场已经形成了一定的规模,并引起了众多厂商的关注。

目前市场上主要的竞争品牌包括松下、德州仪器、大陆控股等,它们通过提高产品质量、降低成本、拓展市场等手段来争夺市场份额。

在竞争激烈的情况下,企业需要提升自身技术能力、不断开展市场拓展,以在市场上获得竞争优势。

再次,技术创新助力市场发展。

近年来,随着科技的不断进步,圆柱型碱性锌锰电池的技术水平不断提高,新产品不断涌现。

例如,现在市场上已经出现了使用氢氧化锌而非碱性氧化锌的电池,这种电池在能量密度和使用寿命上有所提升,为市场带来了新的机遇。

此外,还有一些新型电池技术如锰锂电池、石墨烯电池等不断涌现,也对圆柱型碱性锌锰电池市场的发展起到了推动作用。

最后,市场发展前景广阔。

随着新能源时代的到来,对于高性能、高能量密度的电池需求日益增长,圆柱型碱性锌锰电池作为一种廉价、稳定的干电池,在电子产品、通讯设备、LED照明等领域仍然具有广阔的市场空间。

同时,随着可再生能源的快速发展,圆柱型碱性锌锰电池在太阳能、风能等领域的储能应用也将不断拓展。

总之,圆柱型碱性锌锰电池行业市场潜力巨大,市场规模不断扩大,竞争日益激烈,技术创新助力市场发展,市场前景广阔。

面对这样的市场环境,企业需要不断提升自身竞争力,积极拓展市场,加大技术研发力度,争取更多的市场份额。

碱性锌锰干电池.d

碱性锌锰干电池.d

碱性锌锰干电池2篇碱性锌锰干电池(Part 1)碱性锌锰干电池是一种常见的干电池类型,它具有长寿命、高性能和稳定的电流输出等优点,广泛应用于日常生活和工业领域。

本文将介绍碱性锌锰干电池的原理、组成以及使用注意事项。

首先,我们来了解一下碱性锌锰干电池的原理。

碱性锌锰干电池的正极是由二氧化锰制成的,负极则是由锌和氢氧化钠组成。

当电池连接电路后,锌负极会产生电子流向锌离子生成,同时氢氧化钠水溶液中的氢氧根离子会向正极二氧化锰移动,发生氧化还原反应。

这种反应会释放出电能,形成电流,从而驱动电器工作。

碱性锌锰干电池的组成主要包括正极容器、负极容器、电解液和隔膜。

正极容器一般由钢制成,内壁涂有二氧化锰,并通过焊接与正极杆连接。

负极容器通常由锌制成,通过负极杆与负极连接。

电解液是氢氧化钠溶液,可以提供离子传递的介质。

而隔膜则起到隔离正负极的作用,以防止短路。

使用碱性锌锰干电池时需要注意一些事项。

首先,要确保正确安装电池,正负极的连接方向不能颠倒,否则可能导致电池无法正常工作或损坏。

此外,避免与其他金属物质接触也是很重要的,因为接触会引发电池自身的化学反应,导致电池温度升高或破裂。

当电池用完后,我们应该及时将其回收,以减少对环境的污染。

综上所述,碱性锌锰干电池是一种常见且实用的干电池类型。

它的原理简单,组成明晰,使用方便。

我们在日常生活中能见到许多使用碱性锌锰干电池的设备,如遥控器、闹钟、手电筒等。

我们需要正确使用和处理废旧电池,以确保环境的安全和健康。

碱性锌锰干电池(Part 2)在上一篇文章中,我们介绍了碱性锌锰干电池的原理、组成以及使用注意事项。

在本篇文章中,我们将进一步探讨碱性锌锰干电池的优势、应用领域以及未来的发展趋势。

首先,碱性锌锰干电池具有许多优势。

首先是其长寿命。

碱性锌锰干电池通常比其他类型的干电池寿命更长,可以提供持久和稳定的电流输出。

其次,碱性锌锰干电池在高电流和低温下的性能表现也比较出色,适用于各种环境和工作条件。

电池的发展历史

电池的发展历史

电池的发展历史
电池的发展历史
一、早期电池
电池的历史可以追溯到古代。

在公元七世纪,古罗马人就已经开始使用铅酸电池。

然而,由于早期电池的寿命较短,并且无法储存较大的电量,因此它们的用途主要局限于小型电器和实验中。

二、碱性电池的诞生
在20世纪初,随着电化学学科的发展,碱性电池开始出现。

1937年,德国工程师古德曼发明了碱性锌锰电池,这种电池具有较高的能量密度和更长的寿命,逐渐取代了早期的酸性电池。

碱性电池具有更高的安全性和可靠性,并且能够提供更大的电量,因此在许多领域得到了广泛应用。

三、现代电池
随着科技的不断进步,现代电池技术也得到了迅速发展。

在20世纪末,锂离子电池开始出现并逐渐普及。

锂离子电池具有高能量密度、长寿命、环保等优点,被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动车等领域。

此外,现代电池技术还不断发展,出现了许多新型电池,如固态电池等。

四、锂电池的发展
锂电池是一种使用锂金属或锂合金为负极材料的高能电池。

它是现代电池中最重要的发明之一,具有高能量密度、长寿命、环保等优点。

自20世纪70年代首次提出以来,锂电池经历了多次改进和创新,不断提高其能量密度和安全性。

目前,锂电池已经成为电动汽车和智能手机等高端产品的主流电源之一。

总之,电池技术的发展历程是一个不断探索和创新的过程。

从早期的铅酸电池到现代的锂离子电池,人们不断尝试提高电池的能量密度、寿命和安全性。

随着科技的不断发展,未来还会有更多的新型电池出现,为人们的生产和生活带来更多的便利和效益。

2024年碱性锌锰电池市场前景分析

2024年碱性锌锰电池市场前景分析

2024年碱性锌锰电池市场前景分析概述碱性锌锰电池是一种常见的电池类型,具有高容量、稳定性好、成本低等优点,在市场上得到广泛应用。

本文将对碱性锌锰电池的市场前景进行分析。

市场需求随着电子产品的普及和便携式设备的增多,对电池的需求不断增加。

碱性锌锰电池具有较高的电容量和较长的使用寿命,能够满足一般电子设备的需求。

而且碱性锌锰电池的价格相对便宜,使其成为很多消费者的首选。

竞争情况目前,碱性锌锰电池市场上存在较多的品牌和产品。

知名品牌包括松下、爱国者、百朗等。

这些品牌在市场中拥有一定的份额,并且在产品质量、性能和售后服务等方面都有一定的竞争力。

市场规模碱性锌锰电池的市场规模庞大。

根据市场研究数据显示,2019年我国碱性锌锰电池市场销售额达到XX亿元人民币,同比增长XX%。

预计未来几年内,市场规模还将保持较高增长。

市场发展趋势在碱性锌锰电池市场中,可见以下几个发展趋势:1. 环保型电池的兴起随着环境保护意识的提升,消费者对环保型电池的需求也在增加。

碱性锌锰电池具有较低的污染性,不含重金属等有害物质,符合环保要求,因此在市场上具有潜力。

2. 智能设备的快速增长智能化设备的普及和快速增长,对电池的需求也在不断增加。

碱性锌锰电池能够满足这类设备的电源需求,因此这个市场领域也是碱性锌锰电池发展的机会所在。

3. 产业链的完善随着碱性锌锰电池市场的不断扩大,相关产业链逐渐形成,包括原材料供应、生产制造、销售渠道等。

这将为碱性锌锰电池的生产和销售提供有力支持,有助于进一步提升市场竞争力和市场份额。

市场挑战虽然碱性锌锰电池市场前景广阔,但也面临一些挑战:1. 新型电池技术的竞争随着科技的不断进步,新型电池技术不断涌现,如锂离子电池、聚合物电池等。

这些新技术的电池具有更高的能量密度和更长的使用寿命,可能对碱性锌锰电池造成竞争压力。

2. 价格竞争的加剧碱性锌锰电池市场上存在众多品牌和产品,价格竞争激烈。

消费者在选择电池时,往往会考虑价格因素,这对碱性锌锰电池的盈利和市场份额造成一定的影响。

碱性电池_百度百科

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电池[首选] 宁波海曙菱拓 ..
宁波海曙菱拓贸易有限公司主要从事进口电池,低压电器,工控产品..

简介结构碱性电池的选购和使用电极反应式 #43;2MnO2+2H2O==2MnOOH+Zn(OH)2
编辑本段结构
碱性电池在结构上采用于普通电池相反的电极结构,增大了正负极间的相对面积,而
碱性电池且用高导电性的氢氧化钾溶液替代了氯化铵、氯化锌溶液,负极锌也由片状改变成粒状,增大了负极的反应面积,加之采用了高性能的电解锰粉,所以电性能得以很大提高,一般的,同等型号的碱性电池是普通电池的容量和放电时间的3-7倍,低温性能两者差距更大,碱性电池更适用于大电流连续放电和要求高的工作电压的用电场合,特别适用于照相机、闪光灯、剃须刀、电动玩具、CD机、大功率遥控器等。
Zn+MnO2+2H2O+4OH-=Mn(OH)42-+Zn(OH)42-
扩展阅读:
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化工词典2
/article/83/146/2008/2008090712310.html3
/开放分类:
recharge(不可充电),这是为了 安全考虑。但碱性电池本身有一定的电化学可逆性,在电量尚未耗尽时,可在小电流情
况下如充电器慢充档进行一定次数的充电,原555牌就生产过一些碱性充电电池,可以充 电几十次。 不过此法不可乱用。另外电能“耗尽”的碱性电池放置一段时间后又可以恢
复一定的电能,所以断续使用碱性电池可以有更长的工作时间。 碱性电池识别上可以看 是否印有ALKALINE字样或中文“碱性电池”字样。
目录
简介
结构
碱性电池的选购和使用
电极反应式
编辑本段简介
Alkaline Battery 碱性电池是最成功的高容量干电池,也是目前最具性能价格比的电池之一。

锌锰电池

锌锰电池

20% NH4Cl
玻璃瓶
4
碳棒 MnO2粉、碳 粉1:1
锌锰电池的发展
1870年,汞齐化锌阳极,电液中加入升汞(HgCl2),锌 皮与它接触时可置换出汞,在锌表面生成锌汞齐。 目的:减小自放电
HgCl2 Hg2 2Cl
Hg2 Zn Zn2 Hg
Hg Zn Zn-Hg(锌汞齐) 无汞化:2005年以后,要求电池汞含量低于 1 μg/g扣式电池含汞量低于20 mg/g
销售收 入(亿元)
25
出口量 2.51亿只
出口额 (亿美元)
2.15
镍氢电池
10亿只
50
7.65亿只 7.42
锂离子电池 15亿只
150
10.8亿只 32.7
铅酸蓄电池 11500万KVAh 760
1.18亿只 12.1
锌锰电池
195亿只
95
161亿只 8.89
碱锰电池
90亿只
82
56.9亿只 4.98
16
MnO2 电极 反应 机理
17
质子-电子机理 Proton - electron mechanism • MnO2还原的一次过程(初级过程)
溶液中质子(H+)进入MnO2晶格,从外电路 得到电子的同时,MnO2还原为水锰石 (MnOOH);
• MnO2还原的二次过程(次级过程)
18 MnOOH从电极表面上转移
值升高 。
21
实验证实?
2.2.1 MnO2阴极还原的初级过程
H+来源:
• 酸性:MnO2+H++e-→MnOOH • 碱性:MnO2+H2O+e-→MnOOH+OH• 当有NH4Cl存在时: • MnO2+NH4Cl+e-→MnOOH+NH3↑+Cl-
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如参考他人或集体的科研成果,均在论文中以明确的方式说明。

本人的毕业论文若有不实或抄袭,愿意承担一切相关的后果和责任。

目录摘要文章介绍了碱性锌锰电池的发展现状及应用,通过特点、结构、工作原理、综合阐述了碱性锌锰电池的研究现状,存在的问题和应用。

关键词碱锰电池正负极材料发展趋势第一章绪论锌锰电池发展至今经历了漫长的演变,早在1868年法国工程师乔治-勒克兰社采用二氧化锰和炭粉作正极粉料,将它压入多孔陶瓷的圆筒体中,并插上一根炭棒集流器作正极,用一根锌棒部分插入溶液中作负极,电解液是用20%的氯化铵水溶液,电池的容器是用玻璃瓶,做成第一个锌锰湿电池。

1886年盖斯将氯化铵水溶液改用氯化铵,氯化锌,石膏和水合成的糊状物,并将锌片作成圆筒形作电池的容器,同时用石蜡封口,从而做成原电池的雏形。

此后不久,又将面粉和淀粉作为电解质溶液的凝胶剂,是锌锰电池的便携性大大提高,为这种电池的工业化生产和广泛地使用打下了良好的基础。

1890年前后这种电池在全世界范围内投入工业化生产。

1870年前后采用了汞齐化锌阳极,以减轻锌的自放电。

1877年对碳棒采用浸蜡处理,以防止炭棒爬液,减轻对金属集流体的腐蚀。

做正极,KOH或NaOH做电解液,在早在100多年前就有人提出过用锌做负极,MnO2漫长的研究过程中主要围绕四个问题进行:一是用粉状多孔锌电极代替片状电极,降低的填放电电流密度和解决锌片在碱液中易于钝化的缺点;二是采用反极结构,提高MnO2充量,使正负极容量相匹配;三是对锌粉汞齐化处理和碱液中加ZnO,解决锌在碱液中的腐蚀;四是密封结构和密封材料的改进,解决爬碱现象。

直到1950代前后在锌锰干电池的基础上成功研制出碱性锌锰电池。

它以锌粉为负极,电解二氧化锰为正极,电解液采用NaOH或KOH,使电池性能成倍的提高。

它不仅容量高,还适合于大电流连续放电。

还具备优良的低温性能,储存性能和防漏性能。

但在前期的碱锰电池中要控制负极锌粉在碱液中的气量,当时电池的用汞量非常大,用汞量在2%~6%,八十年代末随着人们环保意识的加强,掀起了无汞碱锰电池的研究热潮,寻找有机或无机代汞缓蚀剂和锌粉中合金元素(主要是Al,Bi,In,Pb)成为主要的研究方向。

到九十年代中旬,无汞碱锰电池进入市场。

同时,从60年代开始,对可充的碱性锌锰二次电池开展了广泛的研究,经过30多年的研究已取得突破性的进展,但由于其放电深度浅,循环寿命短,还未能实现商品化。

进入二十一世纪以来,碱性锌锰电池得到飞速的发展,大有替代普通锌锰电池和其他电池的趋势。

同时用电器具的发展对碱锰电池高容量和大电流放电提出更高的要求。

因此,未来碱锰电池的研究主要集中在高功率重负荷放电性能,电池容量的提升以及储存寿命的提高上[1]。

第二章碱性锌锰电池的概述碱性锌锰电池的工作原理碱性锌锰电池的电化学表达式为:(-)Zn│KOH(饱和ZnO)│MnO2(+)(2-1) 负极反应:Zn+2OH-=ZnO+H2O+2e(2-2)正极反应:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-(2-3)电池反应:Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnOOH(2-4)其中正极MnO2在碱性溶液中的放电分两步进行。

第一电子放电步骤是一个涉及固相传质的均相反应过程,质子和电子在MnO2晶格中移动使MnO2逐步还原为MnOOH。

在这一步骤的初期,MnO2固相基本晶体结构没发生变化,而只有晶格的膨胀,若在此时停止放电而进行充电,则MnO2具有良好的可逆性。

第二电子放电步骤俺“溶解-沉积机理”进行,这是一个不完全可逆的过程。

原因是MnOOH放电时有Mn3O4生成,而放电产物Mn(OH)2充电时又有一部分氧化成Mn5O4。

生成的Mn3O4既不能被氧化,也不能被还原,它在充放过程中积累,一方面消耗了活性材料,另一方面使电池内阻迅速增大,造成了MnO2电极容量的衰退[2]。

其负极的放电行为在宏观上的顺序为:从靠近正极部位逐渐进行到负极集流体附近,这是由于多孔电极各部分放电时极化不同造成的。

增大正负极对应面积可以大幅度提高碱性锌锰电池的放电性能,特别是大电流放电性能。

而负极钝化的快慢受锌粉粗细的影响[3]。

碱性锌锰电池的结构(1)圆筒型电池结构碱性锌锰电池具有代表性的圆筒型,与圆筒型普通锌锰电池的结构布局恰好相反。

碱性锌锰电池中圆环状正极紧挨容器钢筒内壁,负极位于正极中间,有一个钉子形的负极集流器,这个钉子被焊在顶部盖子上,作为电池的负极,而钢筒为正极。

为了方便并能与普通锌锰电池互换使用,同时避免使用时正负极弄错,电池在设计制造时,将上述碱性锌锰电池的半成品倒置过来,使钢筒底朝上,开口朝下,再在钢筒底上放一个凸形盖(假盖),正极便位于上方;在负极引出体上焊接一个金属片(假底),这样,外观上碱性锌锰电池正、负极性和形状与普通锌锰电池就一致了。

(2)卷式电池结构其结构以金属网作载体,把正、负极分别压制成薄带状,再与隔膜叠合在一起卷成螺旋状(电容式)结构的电池,这种结构的特点是正、负极作用面积大,超电势小,从而在低温、大电流放电时可获得更高的容量。

(3)方型单体式电池结构方型单体电池正、负极采用极群式结构,正、负极分别压制成方型薄片,极片中间夹有金属集流网。

碱锰电池特点负极放电产生锌酸盐[Zn(OH)-],锌酸盐浓度达到饱和后沉积出ZnO。

放电最终产物ZnO是两性物质,同KOH溶液中的锌酸盐[Zn(OH)-]之间存在着溶解平衡。

由于负极放电反应遵循溶解—沉积机理,产物ZnO和反应物Zn分属两相,因此Zn电极的放电曲线非常平坦,存在着明显的放电平台,直至负极放电结束Zn电极的电势发生突跃,迅速正移。

正极放电反应产物水锰石(MnOOH)是通过因相的质子扩散向电极内部转移的,固相的质子扩散过程是正极放电反应的速度控制步骤,电极反应的速度决定于固相质子扩散的速度。

由于产物水锰石(MnOOH)是在反应物MnO2的晶格中通过质子—电子机理产生的,MnOOH和MnOO2存在于同一固相之中,反应具有均相性质,因此根据Nernst方程,反应的平衡电势随着MnOOH和MnO2固相浓度比值的增大而不断负移,这是MnO2放电时电极电势持续下降的主要原因,电极放电曲线上没有明显的放电平台。

由于碱锰电池的正极只使用石墨做导电材料,而不用乙炔黑,可以压制成致密的锰环,因此在相同的电池空间中,碱锰电池可以填充比中性电池更多的正负极活性物质;同时,碱锰电池的正极采用了电解锰,负极采用了多孔锌粉结构,正、负极的极化均比中性电池更小,活性物质利用率更高,而且KOH电解液的导电能力比中性电解液更强,电池的欧姆内阻更小,所以碱锰电他的放电容量远高于中性电池,可达后者的5倍以上。

另外,碱锰电池的重负荷放电能力也远在中性电池之上,可进行较大电流的放电。

由于固相质子扩散过程是正极放电反应的速度控制步骤,扩散速度缓慢导致放电产物MnOOH在电极表面上积累从而引起极化增加,当放电间歇时,固相质子扩散仍可继续进行,MnOOH仍可继续从电极表面向内部转移,电极性能有所恢复,因此碱锰电池具有恢2复特性,常常用于间歇放电,间歇放电的容量比连续放电更高。

不过,在无汞条件下,部分放电后锌电极的自放电会加剧,因此需要采用非常严格的缓蚀措施。

如果电池中存在微量的Cu等有害杂质,部分放电后还会出现缓慢的枝晶短路,因此电池必须保证严格的清洁条件,避免有害杂质的污染。

KOH水溶液的冰点较低,正、负极的极化较小,而且负极采用了多子L锌粉电极结构,减缓了锌电极的钝化。

因此,碱锰电池在低温条件下的放电特性要优于中性锌锰电池,它可以在40℃的温度下工作,在20℃时可以放出21℃时容量的40%~50%[4]。

第三章碱性锌锰电池的研究进展碱锰电池的无汞化随着人类社会文明不断进步,各国对保护生态环境的要求越来越强烈,“绿色电池”备受青睐。

西方发达国家基本实现低汞化及无汞化,我国也明确规定:自2001年1月1日起禁止在国内生产各类汞含量大于电池重量%的电池;2005年1月1日起禁止生产汞含量大于电池重量的%的碱性锌锰电池。

故去汞就成了当今电池研究的热点。

碱性锌锰电池中,锌腐蚀和氢气析出是不可避免的。

锌极汞齐化就是因为汞的析氢电位很高,形成的汞齐化膜可均匀地覆盖在锌粉表面,改变了锌粉的表面活性,达到抑制锌腐蚀的目的,使放电连续进行、气体析出量减少,电池的耐冲击性能得以增强。

要实现无汞碱性锌锰电池的工业化生产,必须从开发无汞锌粉、寻找代汞缓蚀剂、提高原材料纯度、改善粘结剂和隔离层、优化工艺设备和环境、加强工艺控制等多方面入手。

3.1.1无汞锌粉的开发及组成开发无汞锌粉普遍采用的方法是,选择纯度很高的锌,避免任何引起析氢的杂质污染熔融的锌和锌粉,同时在锌中添加其它微量元素,如铟、铋、镉、钴、铝、锰、稀土金属等,这些元素中有的能提高锌的析氢电位(如铅、铋等),有的能改变锌的表面性能(如铝、钡等),铟、铋铝等还能提高电池的放电容量。

有些元素与锌的合金在未放电状态或放电初期几乎与汞齐化锌一样能有效的抑制氢气发生,低熔点的铟能减缓部分放电电池的析氢,因此被广泛地用于无汞锌粉中[5]。

制造无汞锌粉可选择几种不同方法,将微量元素与锌共熔制成合金,或使微量元素形成于锌粉表面,或将一些金属(或其化合物)添加在电解液中,通过置换反应沉积于锌表面,来改变锌合金的表面性能。

后两种方法比前一种更优越,既经济又实用,除能减少锌的析氢外,还能改善锌粉颗粒间的接触,提高电池的储存性能和抗震性能,但尚不成熟。

3.1.2在电液中加代汞缓蚀剂代汞缓蚀剂主要有两类:一类为无机缓蚀剂(含金属、氧化物、氢氧化物、无机盐);另一类为有机缓蚀剂。

而有机缓蚀剂又分两种,一种表面性活性剂,如聚乙烯氧化物、聚乙二醇衍生物、有机磷酸盐、胺、多元醇等;另一种为消氢添加剂,能吸收氢,如德国格里洛公司的“Grillin”。

3.1.3提高原材料纯度选择优质原材料无汞电池对有害杂质的敏感度远大于含汞电池。

无汞电池对原材料中的重金属元素十分敏感。

铁铝等元素易引发电池爬碱,铜等元素造成电池短路。

阳极材料中即使含有微量的析氢交换电流密度高的金属(如铁、镍等)都将会有气体产生的危险[7]。

因此,必须有效地控制原材料中的杂质含量,提高原材料纯度。

但采用传统的方法使铁含量小于10-6是难以实现的,锌粉生产须采用多次熔融雾化的方法,还必须有效地控制容器、工具以及空气中的铁含量。

但电解法如能成功,有其独特的优点。

3.1.4加强工艺控制无污染的生产过程是碱锰电池无汞化的先决条件之一,其工艺控制归结为一个“净”字。

首先要有一个洁净的生产环境,所有工序要保证无尘埃,因灰尘混入也会引起电池析气量增大。

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