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第四次 锌-锰电池 材料学院：王雷 一次电池的主要类型 双鹿5号无汞锌锰电池 AG1碱性锌锰电池 锌-锰电池 1、概述 2、锌电极 3、二氧化锰电极 4、其他电池材料 5、锌-锰电池制备及性能 概述 锌-锰电池又称勒克郎谢电池或锌-二氧化锰电池。锌做负极，二氧化锰为正极，采用不同的隔膜和电解质溶液组成的原电池。 优 点 使用方便 原料来源丰富，价格低廉 可以以中等电流密度放电 储存寿命较长 缺 点 不能大电流放电 储存时的自发放电率高 1868年，勒克郎谢研制成功第一只以氯化铵为电解质的锌-锰电池. 1888年，加斯纳（Gassner）作进一步的改进，制出了携带方便的锌二氧化锰干电池. 第一代 锌-锰电池 第二代 碱性锌-锰电池 第三代 无贡电池和可充碱性电池 美国和日本85%以上是碱性电池； 1994年，可充碱性电池投入批量生产。欧洲 50%碱性电池 。 我国约世界总产量的1/3，大多是低档次的酸性糊式电池 。 锌－锰电池分类 传统的勒克朗谢电池（糊式锌－锰电池） (-)Zn|NH4Cl,ZnCl2|MnO2,C(+) Zn+2NH4Cl-2e → Zn(NH3)2Cl2 + 2H+ 2MnO2+2H++2e → 2MnOOH 纸板电池 (-)Zn|ZnCl2|MnO2(+) 碱性锌－锰电池 (-)Zn|KOH|MnO(+) 负极： Zn +2OH-－2e →ZnO + H2O 正极： 2MnO2 + 2H2O + 2e → 2MnOOH + 2OH- 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O → 2MnOOH + ZnO 无汞锌－锰电池 如何区分两种锌-锰电池 5号和7号电池已广泛用于我们日常生活，面对一些商贩以精美包装过的普通锌锰电池冒充碱性电池或进口名牌电池，您也许就曾上过当。现将两者区别介绍如下。 　　其方法主要为“一看、二掂、三摸”： 一看：5号、7号碱性电池分别用LR6、LR03来标识型号，普通电池则用R6、R03标识，无“L”。 二掂：碱性电池份量比普通电池重。如LR6重约22g／只，而R6P则重约15g／只。 三摸：在碱性电池的负极端用手摸或用指甲刮压会有一圈凹槽，而普通电池则没有。 　　此外，市场零售价国产碱性电池约为3元，进口的约为6元；普通锌锰电池约1元。 锌电极 理想的负极材料条件： 电极电位较负； 放电时过电位小； 在电解质溶液中稳定； 资源丰富和价格低廉。 锌筒、片状锌和锌合金 锌电极的类型 锌-锰电池的电解液是NH4Cl和ZnCl2，锌阳极放电反应为 Zn - 2e → Zn2+ 生成的Zn2+在中性溶液中发生水解： Zn + 2H2O ? Zn(OH)2 + 2H+ Zn(OH)2 ? ZnO + H2O ZnO+2NH4Cl → Zn(NH3)2Cl2 + H2O 反应产物Zn(NH3)2Cl2(二氨基氯化锌)难溶于水，覆盖在负极表面，增加欧姆内阻，当pH为8～9时，转化为Zn(NH3)4Cl2(四氨基氯化锌)而溶解。 碱性锌-锰电池中的锌电极 Zn +4OH-－2e →ZnO22- + 2H2O 锌电极的析氢腐蚀和抑制措施 析氢腐蚀的原理 碱性条件下锌的腐蚀： 锌的腐蚀是由于电池的自放电引起的。锌负极自溶解的条件是体系中存在一对共轭反应。在Zn-MnO2-H2O系中，共轭反应是由析氢反应和锌的阳极氧化构成的。如在pH高时 负极反应： Zn + 4OH- = ZnO22+ + 2H2O +2e 正极反应： 2H2O + 2e = H2↑+ 2OH- 腐蚀电池反应：Zn + 2OH- → ZnO22+ + H2↑ 缓蚀剂： 1、金属缓蚀剂 2、无机缓蚀剂 3、有机缓蚀剂 金属缓蚀剂 1、汞缓蚀剂 缓蚀机理：所谓汞齐化就是将无机的缓蚀剂HgCl2加入电液中，通过置换反应使锌表面生成锌汞合金，即锌汞齐。由于H+离子在汞上放电过电位很高，它使H+离子的还原速度降低，从而使锌的自溶速度下降，大大降低锌极的自放电。但遗憾的是汞是