《碱性锌锰电池.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《碱性锌锰电池.ppt（19页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第二讲 碱性锌锰电池,知识点回顾,什么是化学电源？ 正极？负极？ 阴极？阳极？,主要内容,1 锌锰电池概述,（）Zn| 电解液 |MnO2（）,在民用领域有很强的竞争力，侧重于小电流或间歇方式供电。,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电池结构图,1 锌锰电池概述,锌锰电池的分类,碱性锌锰电池 正极：电解MnO2粉 负极：锌粉 电解液：KOH水溶液 其放电时间大约是同类糊式电池的57倍。 电池符号： (-) Zn|KOH|MnO2 (+),1 锌锰电池概述,碱性锌锰电池的特点 放电
2、性能好：容量高，可大电流连放，放电曲线平稳 正极全部采用电解锰； 负极为多孔锌电极； 电解液KOH溶液的导电能力好； 反应产物疏松且部分可溶 。,低温性能好： 可以在40的温度下工作 KOH水溶液的冰点低； 两极的极化较小； 需注意的问题： 防爬碱； 需要强有力的防止自放电的措施，来取代汞。,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。电池工业上所用的MnO2(常称锰粉)有四种：天然锰粉(天然软锰矿)、电解锰粉、活化锰粉和化学锰粉。电解MnO2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，采用电
3、解锰粉是提高锌锰干电池电容量的有效方法。,2 二氧化锰正极,电解MnO2车间,电解MnO2粉体,天然MnO2,目前公认二氧化锰电极反应有两个：,通过对产物的分析，表明Mn2+是少量的，Mn3+化合物MnOOH是主要的，所以（2-2）式是主要反应。,二氧化锰电极反应,2 二氧化锰正极,MnO2阴极还原的初级过程( MnOOH的生成)： MnO2HeMnOOH,MnO2阴极还原的次级过程(MnOOH的转移)： （1）固相质子扩散实现MnOOH转移，叫做“固相浓差极化”。,二氧化锰电极反应机理质子-电子机理,2 二氧化锰正极,MnO2阴极还原的控制步骤： 次级过程为控制步骤，即水锰石的转移是控制步骤
4、，MnO2阴极极化主要是由于MnOOH转移的缓慢所造成的。,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 度非常缓慢，从而导致正 极发生严重极化，正极电 位下降。,二氧化锰电极反应机理质子-电子机理,2 二氧化锰正极,锌锰电池放电电压及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 锌负极,锌电极的阳极氧化过程,在以KOH溶液中（碱性电池）,Zn 2OH 2e Zn(OH)2 ZnO H2O,锌电极产生自放电的原因 氢离子的阴极还原所引起的锌的自放电（主因） 氧的阴极还原所引起的锌电极的自放电 电解液中的杂质所引起的锌电极的自放电,锌负极自放电（电池自放电的主要来源）
5、,加添加剂 在金属锌中加入添加剂 在电解液中加入缓蚀剂 保证原材料的质量达到要求 对电解液进行净化 贮存电池的温度低于25 电池要严格密封,3 锌负极,降低锌负极自放电的措施,碱锰电池的开路电压约为1.55V，工作电压约为1.25V。 电池内阻小，在快速放电时能提供足够的容量，而且在低温(-20)下，其放电容量相当于中性干电池室温下的数量。 放电曲线相当平坦，放电到终止电压(0.9V)时，放电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 碱性锌锰电池制作工艺,工艺流程：,6 碱性锌锰电池制作工艺,2、正极炭包：用电解锰、石墨按一定配比，并加入KOH溶液（蒸馏水）混合，压成筒状环式炭包。,4、负极：采用含汞量为4%的汞齐锌粉。,3、隔膜：采用耐碱性和吸水良好的纸为基体，再涂布浆料层。,1、炭素壳：用石墨做原料，添加石蜡等粘合剂和防水剂，压成型，作为电池的正极集流体。,碱性锌锰电池的组成及作用：,6 碱性锌锰电池制作工艺,本节思考题：,1、锌锰电池的工作原理是什么？ 2、锌锰电池中锌电极产生自放电的原因？影响其自放电的因素主要有哪些？ 3、如何降低锌负极的自放电？ 4、分析锌锰电池各部分组成及作用 。,