基本介紹
- 中文名：鋅–錳電池
- 別名：乾電池
- 產品類型：電池
- 中性鋅–錳電池表達式：(–)Zn∣NH4Cl,ZnCl2∣MnO2(C)(＋)
- 鹼性鋅–錳電池表達式：(–)Zn︱KOH(NaOH)︱MnO2(＋)2
- 標稱電壓：1.5伏
電解質溶液通常製成凝膠狀或被吸收在隔離層等載體上，呈不流動狀態，故又稱乾電池。鋅–錳電池是歷史最悠久的原電池，是民用電池的主導產品。
中性鋅–錳電池的電池表達式為：(–)Zn∣NH4Cl,ZnCl2∣MnO2(C)(＋)
典型的電池反應為：Zn+MnO2+NH4Cl娑MnOOH+Zn(NH3)2Cl2
鹼性鋅–錳電池的電池表達式為：(–)Zn︱KOH(NaOH)︱MnO2(＋)
電池反應為：Zn+MnO2+H2O娑MnOOH+Zn(OH)2
鋅–錳電池的標稱電壓為1.5伏。按使用電解質溶液的不同分為氯化銨型、氯化鋅型和鹼性三種。
氯化銨型和氯化鋅型鋅–錳電池又稱中性鋅–錳電池（或碳性電池），鹼性鋅–錳電池用“L”表示。中性鋅–錳電池按隔離層面澱粉、漿層紙或專用膜紙的區別可分為糊式電池和紙板電池；按電池容量的高低可分為普通品(S)、高容量(C)和高功率(P)三個等級。鋅–錳電池按用電器具的要求可製成圓柱形（用“R”表示）和方（矩）形（用“F”表示）。方形電池由幾個鋅–錳單體電池串聯或疊合而成，稱為疊層式電池。糊式鋅–錳電池 用糊化的面澱粉作隔離層的鋅–錳電池。
電池正極採用天然二氧化錳作活性物質，與乙炔黑和電解質溶液混合，壓製成柱形，碳棒作集流體；鋅沖製成筒狀作負極活性物質，兼作容器；氯化銨和氯化鋅的水溶液作電解質溶液，汞的化合物作緩蝕劑；電池組裝後採用瀝青封口（圖1）。簡稱糊式電池，俗稱漿糊電池。糊式電池是鋅–錳電池中最古老的一種，這類電池放電性能和低溫性能較差，容量較低，是鋅–錳電池中檔次最低的產品，通常為普通品電池。
該類電池價廉，適用於手電筒、收音機等低功耗、間歇使用的電器具。這種電池在開發中國家有較大市場。隨著環保、資源意識的增強，將逐步被其他新型電池所取代。紙板鋅–錳電池 使用塗有化學糊料（改性澱粉等高分子材料）的電纜紙或專用紙作隔離層的鋅–錳電池。是糊式電池的改良型。簡稱紙板電池。正極採用或摻用高活性的電解（或化學）二氧化錳。與糊式電池相比，隔離層的厚度不足糊式電池的1/10，活性物質填充量增加，電池的性能提高，容量增大。紙板電池按使用電解質溶液的不同分為氯化銨型（圖2）和氯化鋅型兩種。
氯化銨型紙板電池使用高濃度氯化銨和氯化鋅的水溶液作電解質溶液，正極活性物質以天然二氧化錳為主，摻入一定比例的電解二氧化錳或化學二氧化錳。性能優於糊式電池，但低溫性能較差，通常為高容量電池。氯化鋅型紙板電池使用高濃度氯化鋅水溶液作電解質溶液，高活性的電解二氧化錳作正極活性物質。電池容量比糊式鋅錳電池大幅度提高，大電流和連續放電性能得到改善，低溫性能較好，通常為高功率電池。紙板電池適用於手電筒、磁帶式錄音機等中、小電流間歇或連續使用的用電器具。紙板電池價廉，對於較大型號的電池，仍將有較大的發展。
疊層式鋅–錳電池
一種滿足高電壓使用的方形鋅–錳電池組。單體電池一般為紙板電池，製成扁平狀。由單體電池重疊堆積串聯而成一種高電壓、高內阻的電池，又稱層積式電池。電池採用鋅片作負極，一面與石墨導電膜壓合，另一面與漿層紙（隔離紙）接觸，二氧化錳作活性物質的正極混合物壓成片狀，置於漿層紙另一面。加入氯化銨和氯化鋅的水溶液作電解質，套上熱收縮外套裝配成扁平式單體電池，經組合、焊接引電極封裝成電池組（圖3）。
適用於高電壓、小電流放電的儀器儀表、遙控器等器具。在較大電流的使用場合，已被鹼性鋅–錳電池組所取代。鹼性鋅–錳電池 以氫氧化鉀水溶液等鹼性物質作電解質的鋅–錳電池。是中性鋅–錳電池的改良型。使用電解二氧化錳作正極活性物質，與導電石墨粉等材料混合後壓成環狀；鋅粉作負極活性物質，與電解液和凝膠劑混合製成膏狀。結構與中性鋅–錳電池相反，負極在內，正極在外，正、負極間用專用隔離紙隔開（圖4）。
鹼性鋅–錳電池也可根據用電器具的需要製成圓柱形、紐扣形或方形。該種電池大電流和連續放電性能優越，容量比普通鋅–錳電池高，低溫性能好，是性能價格比最高的民用原電池，特別適用於照相機、兒童玩具等大電流連續使用的器具。可充鹼性鋅–錳電池 可通過充電獲得重複使用的一種改進型鹼性鋅–錳電池。簡稱RAM。
結構和製造工藝過程與鹼性鋅–錳電池基本相同。為實現可再充電，在鹼性鋅–錳電池的基礎上作了改進：
①改善正極結構，提高正極環強度或加入粘接劑等添加劑，防止正極在充放電時發生溶脹；
②通過正極摻雜，提高二氧化錳的可逆性；
③控制負極活性物質鋅的用量，控制二氧化錳只能以1電子放電；
④改良隔離層，防止電池充電時產生鋅枝晶穿透隔離層發生短路。
可充鹼性鋅–錳電池的充放電循環性能相對傳統蓄電池差，充放電制度對電池的循環壽命影響很大，全充放電循環的使用壽命只有30次左右。使用該種電池時不得過放電，淺放電可大幅度提高電池的循環壽命。由於電池的循環壽命較短，僅有美國、加拿大的幾家公司規模化生產。
