化学电源2章2014.ppt

电压的恢复特性: 是由于MnO2电极具有电势恢复特性。 MnO2放电时，MnOOH积累造成极化，使电势下降。 断开后， MnOOH继续转移，离开表面，电势恢复。 因此，Zn-MnO2电池适合于小电流间放。 中性锌锰电池各部分的欧姆电阻 项目 锌电极 电解液层 电芯 炭棒 合计 电阻／Ω 占总电阻／％ 微 微 0.05 22.8 0.08 36.4 0.09 40.9 0.22 100 2.5.2 电池的内阻 Zn-MnO2电池的内阻较大。 中等尺寸的Pb蓄电池的欧姆内阻为10-3Ω，R20电池的欧姆内阻可达0.2-0.5 Ω。 电池的内阻是电池的一个重要的性能指标， 它直接影响着电池的容量及功率，由于Zn-MnO2电池的内阻较大，不适合大电流放电。 2.5.3 容量及其影响因素 放电制度对容量的影响 锰粉的性质对容量的影响 电解液的浓度和纯度 制造工艺的影响 1。放电制度对容量的影响 放电电流不同，终止电压不同，容量差别大。 放电电流↗，极化↗，MnOOH离开表面慢，，欧姆内阻↗，容量↘。 Zn-MnO2电池有电压恢复特性，间放容量大于连放容量 温度越高，放电时间越长，容量就越高。 原因- 温度↗，电极反应加速，极化降低，溶液黏度↘，离子运动加速，电解液导电能力↗，活性物质利用率↗，容量↗。 2 锰粉质量对容量的影响 MnO2的种类不同，不仅其电极电势不同，而且其参与电化学反应的能力也不一样，用活性来表示。 MnO2种类-天然，化学，电解MnO2 【天然MnO2 】 主要来自软锰矿，晶形主要是?-MnO2。还有硬锰矿，晶形主要是?-MnO2，活性差。 适用于用在Zn-MnO2电池的是软锰矿。 【化学MnO2 】 细分为活化MnO2 ，活性MnO2 ，化学锰。 1。活化MnO2 – 是将MnO2矿石粉碎，还原性焙烧后加入H2SO4溶液，使之歧化和活化，然后分离出矿渣和MnSO4。实际是表面处理，除去低价Mn化合物，得到多孔，含水，活性高的MnO2。 优点-比表面积大，吸液性好；缺点-MnO2含量低，应用受限制。 2。活性MnO2 – 制备活化MnO2 的基础上，继续加入氧化剂氯酸盐或铬酸盐，使MnSO4进一步氧化成MnO2，再过滤，中和，干燥。放电性能较活化MnO2 有较大提高。 3。化学锰- 将MnO2粉碎后用H2SO4溶解，生成MnSO4溶液，然后加入沉淀剂，使之转化为MnCO3，加热焙烧得MnO，最后氧化成MnO2。多数是?-MnO2，颗粒细，表面积大，吸附性能好，价格比电解锰便宜。 【电解MnO2 】 用MnSO4作原料，电解使之阳极氧化的方法制得的MnO2。属于?-MnO2，活性高，放电性能好，但价格昂贵。 【电解MnO2的制备 】 阴极采用炭电极， 阳极采用钛合金极板， 电解液温度为90-95度， 电流密度为8-10mA/cm2, MnSO4的浓度为130-150g/L， PH=3.8-4.0。 电极反应 得到阳极产物经过研磨，中和，烘干等处理，得到电解MnO2。 优点 电解MnO2的杂质含量低，质量比90%,水含量=3-4%。 一般颗粒大小10-20?m，超细颗粒大小为3-5 ?m。 其比表面积是一般电解锰的1.6倍，放电容量提高30%。 电解MnO2活性最高，放电容量最大，适合较大电流放电，天然MnO2容量最低，化学MnO2介于两者之间。 实际使用中根据需要可将几种锰粉搭配使用。 3略 4 制造工艺对容量的影响。略 一般，MnO2的颗粒度越细，其比表面积越大，提供的反应界面越多，活性物质的利用越充分，电池的容量越大。 2.6 糊式Zn-MnO2电池2.6.1 糊式电池的结构 正极 负极 隔离层- 采用以淀粉和面粉加入电解质所形成的浆糊层，所以称为糊式电池。 2.6.2 制造工艺及分析 【1。生产流程 】 炭棒的制造 正极电芯的制造， 负极锌桶的制造， 电解液及电糊的配制， 装配。 【2。炭棒的制造 】 是电池正极的集流体，起着传导电流的作用。 应具有电阻小，透气好，机械强度大，表面粗燥，杂质含量少等特性。 由70%石墨和30%沥青经过加热充分混合，加压成型后焙烧而成。其中，石墨起着导电作用，沥青起黏合作用。 焙烧过程中，沥青中的挥发性物质跑掉形成微孔、非挥发性物质形成焦炭。 通常使用汽油，煤油，凡士林对炭棒进行憎水处理以防止铜帽腐蚀。 【3。正极的制造 】 包括拌粉，成型和包纸扎线。 1。拌粉- 把制作电芯的原料锰粉，乙炔黑，石墨，及固体NH4Cl等在拌粉机中搅拌混合，然后加入一定量的内电液继续进行混合。 拌粉是影响电池性能的关键工序之