酸性鋅錳電池是以鋅筒作為負極，並經汞齊化處理，使表面性質更為均勻，以減少鋅的腐蝕，提高電池的儲藏性能，正極材料是由二氧化錳粉、氯化銨及碳黑組成的一個混合糊狀物。
基本介紹
- 中文名：酸性鋅錳電池
- 又名：勒克蘭謝電池，炭鋅乾電池.
- 發明者：勒克蘭謝
- 特點：原料豐富，價格低廉，便於攜帶等
簡介,材料,化學反應,原理,特點,
簡介
鋅錳電池可以分為：酸性鋅錳電池和鹼性鋅錳電池
正極材料中間插入一根碳棒，作為引出電流的導體。在正極和負極之間有一層增強的隔離紙，該紙浸透了含有氯化銨和氯化鋅的電解質溶液，金屬鋅的上部被密封。這種電池是19世紀60年代法國的勒克蘭謝（Leclanche）發明的，故又稱為勒克蘭謝電池或炭鋅乾電池.
材料
①二氧化錳：俗稱錳粉。是正極的活性物質，直接參加電化學反應，是決定電池電荷量的主要材料。根據其製備方法可以分為天然二氧化錳、化學二氧化錳和電解二氧化錳。其中電解二氧化錳的電化學活性最高，化學二氧化錳次之。
②石墨：正極原料之一。有顯晶型(俗稱鱗片狀)和隱晶型(俗稱土狀)兩種。石墨不參加電化學反應，有良好的導電性，具有吸附性和粘著性。摻入電芯中可以提高電芯的導電性。它粘著在多孔錳粉的周圍吸收一定量的電液，使電芯保持一定的水分，可充分提高錳粉的利用率。
③氯化銨：是鋅錳電池電解液的主要成分。其作用是：補充放電過程中由於正極反應減少的H+；在正極中也加入一定量的固體氯化銨，以補充放電時電解液中氯化銨的減少；增強電解液的導電性。
④氯化鋅：用於電解液中。主要作用有：減緩鋅片腐蝕，保持電解液中的水分，破壞澱粉的鏈狀結構，加快電解液的糊化速度，減少正極電芯在放電過程中pH值的提高。
⑤鋅：負極活性物質，兼作電池的容器和負極引電體，是決定電池貯存性能的主要材料。在鋅片中含有少量的鎘和鉛。鎘能增強鋅的強度，鉛能改進鋅的延展加工性能。鎘與鉛均能提高氫在鋅電極上的過電位，減少鋅電極的自放電，減緩鋅片的腐蝕和氫氣的釋放。鋅片中若含有Cu、Fe、Ni等，將降低H2在鋅電極上析出的過電位，加速電池在貯存過程中的自放電，因此這些有害雜質必須嚴格控制。
化學反應
酸性鋅錳電池可表示為：（－）Zn|NH4Cl（20%）ZnCl2|MnO2，C（+）
儘管這種電池的歷史悠久，但對它的電化學過程尚未完全了解，通常認為放電時，電池中的反應如下：正極為陰極，錳由四價還原為三價
MnO2+H++e-→MnO(OH)
負極為陽極，鋅氧化為二價鋅離子：
Zn+2NH4Cl--→Zn(NH3)2Cl2+2H++2e-
總的電池反應為：
2MnO2+Zn+2NH4Cl--→2MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2 實踐經驗表明，該電池的電流-電壓特性和二氧化錳的來源有關，也直接地依賴於錳的氧化價態、晶粒的大小及水化程度等。目前已全部以ZnCl2電解液代替NH4Cl，充分說明Zn與Cl配合[ZnCl2]，而不必有NH4存在，放電前pH=5，放電後pH上升到pH=7為中性。
原理
Zn（－）失去電子：Zn－2e→Zn2+（氧化反應）
C（+）得到電子：2NH4++2e→2NH3+H2（還原反應）
實際乾電池正極周圍還有二氧化錳，它起什麼作用呢？在模擬乾電池實驗中可以看到，電流會迅速減小，這是由於碳棒上吸附一層氫氣，內電阻增加而使反應停止的緣故。二氧化錳把正極上產生的H2氧化成水，而本身則被還原為MnO(OH)。顯然沒有二氧化錳的乾電池是沒有實用價值的。
另外，產生的NH3被糊狀電解質中的Zn吸收為Zn(NH3)2Cl2。因此，乾電池工作時，負極的反應材料是鋅，正極是二氧化錳，故而它的學名叫鋅錳電池，輸出電壓為 1.5伏。乾電池中總反應可大體表示為：Zn+2MnO2+2NH4Cl→2 MnO(OH)+Zn(NH3)2Cl2。
特點
(1）開路電壓為1．55V～1．70V；
（2）原材料豐富，價格低廉；
（3）型號多樣1號～5號；
（4）攜帶方便，適用於間歇式放電場合。缺點是：在使用過程中電壓不斷下降，不能提供穩定電壓，且放電功率低，比能量小，低溫性能差，在－20℃即不能工作。在高寒地區只可使用鹼性鋅錳乾電池。由於廢電池污染比較嚴重，產量逐年降低；
