第2章 锌锰电池课件精品.pptVIP

Types And Characteristics Of Primary Batteries Primary batteries 第2章 锌锰电池 锌锰干电池 锌锰干电池 松下干电池工厂 锌锰电池命名 2.1 Zn-MnO2电池的分类 分类 1 按电液分： 中性和碱性 2 按外形： 筒式、迭层式、薄形、扣式、扁平式 命名 20世纪60年代建立了国际电工委员会（International Electrotechnical Commision,简称IEC），该组织实现了电池型号、规格的标准化。 字母后面紧接着的数字代表单体电池的大小；在单体电池前加上数字表示串联的组合电池中的单体电池数目。单体电池之后加一并联电池数。 R6P，LR6，3R14，6F22，4F100-4 电池的结构和电池反应 传统的勒克朗谢电池 （-）Zn | NH4Cl,ZnCl2 | MnO2,C(+) 正极是天然MnO2或电解MnO2， 隔膜是淀粉加面粉浆糊隔离层， 负极是锌筒。称“糊式锌-锰电池”， 也称干电池，性能较差。 锌锰干电池 1868年Leclanche发明以NH4Cl为电解液的Zn-MnO2电池 1888年Gassner成功构成干电池并商品化 氯化铵型电池 氯化锌型电池 碱性锌锰电池(Alkaline manganese dioxide) 电池组成 (-)Zn/KOH(aq) /MnO2(+) 额定电压：1.5V 可制成二次电池 碱性锌锰电池(Alkaline manganese dioxide) 2.2 MnO2电极 2.2.1 电化学行为 质子-电子机理 MnO2电极 阴极还原的初级过程 MnO2 + H+ + e = MnOOH 第一，电子进入正极，质子进入MnO2晶格表面，这两个过程是同时发生的； 第二，MnO2与MnOOH两物质是在同一固相中； 第三，虽然MnOOH的生成是在固相中直接完成的，但反应必须是在固／液界面上进行。必须保证有足够的固／液界面。 第四，随着反应的进行就会使得电极附近的pH值升高 2. MnO2电极 阴极还原的次级过程 MnOOH转移步骤即二次过程是整个MnO2阴极还原的控制步骤 2).水锰石在碱性溶液中的转移—固相质子扩散 MnOOH只能靠固相中的质子扩散来转移。 3). 水锰石在中性溶液中的转移—混合方式 有43％的MnOOH是通过歧化反应来转移的，有57％是通过固相扩散来转移的。 2.3 锌电极 2.3.1.阳极过程 锌电极的电化学极化是比较小的，在放电过程中锌电极的阳极极化主要来自于浓差极化。这主要是放电产物离开电极表面受到一定的阻碍所造成的 2.3.2. 锌电极自放电 1). 氢离子的阴极还原所引起的锌的自放电 在中性溶液或酸性溶液中： 在碱性溶液中： 2). 氧的阴极还原所引起的锌电极的自放电 在中性溶液或酸性溶液中： 在碱性溶液中： 3) .电解液中的杂质所引起的锌电极反应 4) .锌电极表面不均匀性加速腐蚀 降低锌电极自放电的措施 1. 提高氢过电势 2. 保证原材料的质量达到要求 高纯度 3. 对电解液进行净化 4. 降低储存电池的温度 5. 严格密封 2.4 锌锰电池材料2.4.1 二氧化锰材料 自学 2.4.2 锌材料 2.4.3 电解质 2.4.4 隔膜 2.4.5 导电材料 2.4.6 导电凝胶剂 2.5 锌锰电池的电性能 2.5.1 开路电压与工作电压 具有电压恢复特性 2.5.2 电池的内阻 2.5.3 容量及其影响因素 （自学） 放电制度 （表3-3， p66） 锰粉质量 锰粉颗粒度 制造工艺各步工艺 2.5.4 储存性能 （自学） 负极自放电（主要） 电液干涸 气胀 冒浆 铜冒生锈 2.6 糊式锌-锰电池 2.6.2 制造工艺及分析 一、生产流程 碳棒的制造 正极电芯的制造 负极锌筒的制造 电液及电糊的配制 装配 二、碳棒的制造 正极电芯的集流体，传导电流 三、正极的制造 拌粉、成型（打电芯）和包纸扎线等工序 1）.拌粉 2）.打电芯（打芯） 目的：使粉料成型制成电芯，有专门的打芯机完成 四、负极的制造 五、电液的配制、净化与浆液配制 1）.电解液的组成及作用 NH4Cl ZnCl2 内电液用作拌粉时使用 外电液用作配浆液使用 2）. 电液的配制和净化 电液的净化 吊锌角法 锌粉法 化学法：采用络合剂出杂质 电化学法 强制电液循环法 3）.浆液的配制 打浆