鹼性鋅錳電池是以鋅為負極，二氧化錳為正極，氫氧化鈉或氫氧化鉀為電解質，採取反極式結構製成的電池。
基本介紹
- 中文名：鹼性鋅錳電池
- 外文名：alkaline zinc-manganese battery
- 別名：乾電池、鹼性電池
- 負極：鋅
- 正極：二氧化錳
- 特點：重負荷、大電流、連續放電能力強
基本資料,簡介,電極反應式,分類,製作與特性,製作方法,性能特徵,品種規格和用途,套用,
基本資料
簡介
最早見諸於德國專利的鹼錳電池是一種濕電池。1912年又有一種乾電池取得德國專利。直到1949年才有美國悅華公司的“皇冠”型電池投入市場。1960年開發成功圓筒形結構以後，鹼錳電池才得以迅速發展。
鹼性鋅錳電池是普通乾電池的升級換代的高性能電池產品，有LR6(五號)和LR03(七號)兩種產品電池。產品分普通型(含汞量0.60%)和微汞量(含汞量不大於0.025%)，現正在開展無汞型電池試製。
電極反應式
紐扣電池：
負極反應： Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2
正極反應： 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-
總反應： Zn+2MnO2+H2O=Zn(OH)2+Mn2O3
一般電池：
負極反應： Zn+2OH-=Zn(OH)2+2e- ， Zn(OH)2+2OH-=[Zn(OH)4]2-
正極反應： MnO2+H2O+e-=MnOOH+OH-， MnOOH+H2O+e-=Mn(OH)2+OH-
總反應： Zn+MnO2+2H2O+2OH-=Mn(OH)2+[Zn(OH)4]2-
分類
(1) 圓筒型電池結構
鹼性鋅錳電池具有代表性的圓筒型，與圓筒型普通鋅錳電池的結構布局恰 好相反。鹼性鋅錳電池中圓環狀正極緊挨容器鋼筒內壁，負極位於正極中間， 有一個釘子形的負極集流器，這個釘子被焊在頂部蓋子上，作為電池的負極， 而鋼筒為正極。為了方便並能與普通鋅錳電池互換使用，同時避免使用時正負 極弄錯，電池在設計製造時，將上述鹼性鋅錳電池的半成品倒置過來，使鋼筒底朝上，開口朝下，再在鋼筒底上放一個凸形蓋(假蓋)，正極便位於上方；在 負極引出體上焊接一個金屬片(假底)，這樣，外觀上鹼性鋅錳電池正、負極性 和形狀與普通鋅錳電池就一致了。
(2) 卷式電池結構
其結構以金屬網作載體，把正、負極分別壓製成薄帶狀，再與隔膜疊合在 一起捲成螺旋狀(電容式)結構的電池，這種結構的特點是正、負極作用面積大， 超電勢小，從而在低溫、大電流放電時可獲得更高的容量。
(3) 方型單體式電池結構
方型單體電池正、負極採用極群式結構，正、負極分別壓製成方型薄片， 極片中間夾有金屬集流網。
製作與特性
製作方法
最普及的鹼錳電池有圓筒形和紐扣形兩種,此外還有方形和扁形等品種。圓筒結構電池（見圖）的外殼為一帶有正極帽的鍍鎳鋼殼，它兼作正極集電體。殼內與之緊密接觸的是用電解二氧化猛、石墨和碳黑壓製成的正極環（陰極）。中間填充由鋅粉和凝膠鹼液調製成的鋅膏,即負極膠（陽極）,其內插有一根黃銅集電體。正負極之間用耐鹼吸液的隔離管隔離。負極集電體與負極帽相焊接，並套入塑膠封圈。將此組合件插入鋼殼並卷邊密封，鋼殼外用熱縮性薄膜商標包住，即成為商品電池。紐扣式鹼錳電池的結構和尺寸規格基本上與鋅銀扣式電池相同。電池內活性物質的典型配方（質量）：正極為電解二氧化錳90～92%，石墨粉8～9%，乙炔炭黑0.5～1%；負極為汞齊鋅粉88～90%，氧化鋅5～7%，CMC鈉鹽3～4%，KOH溶液（外加）適量。電解液為8～12N KOH溶液，其中溶入適量氧化鋅。
鹼性鋅錳電池
鹼性鋅錳電池性能特徵
鹼錳電池的標稱電壓為1.5V,最高電壓為1.65V,其放電性能與普通鋅錳電池相比有下列特點：①內阻小，能在重負荷下連續工作的同時維持較高的穩定電壓；②MnO2利用率高，同體積相比較，其電荷量比紙板電池大一倍左右；③儲存期內自放電率小，一般儲存3年仍能保持原有電荷量的85%,壽命較長；④低溫性能好，在-20℃能輸出常溫電荷量的25%,輕負荷下還能在更低的溫度下工作；⑤在特定的設計和嚴格控制的使用條件下，可作為廉價的蓄電池多次充電反覆使用。MnO2摻雜鈦或其他一些金屬氧化物，可提高MnO2的充電性能。
品種規格和用途
常用的圓筒形鹼錳電池的主要品種的規格見表。 紐扣式鹼錳電池的電荷量約為同尺寸的鋅銀扣式電池的55%。常用型號有LR41、LR43、LR44、LR54和LR55等，其尺寸規格和它們相對應的鋅銀扣式電池相同。
套用
無論是民用還是軍用，一次鹼性鋅錳電池主要是作為攜帶型電源使用。普通鋅錳電池(通常稱為鋅碳電池)大電流連續工作能力差，而鹼性鋅錳電弛能大電流連續工作，最適合於需要大電流供電的設備使用如照像機、野外攝像機、無線電控制的航模與海模、電動工具、電動玩具、收錄機等。
它具有高的容量與低的內阻，對用電設備或器具能夠提供比普通鋅錳電池更平穩的工作電壓和更長的工作時間，適合於作為遙控器、筆記本電腦、尋呼機、測試儀表、收音機、手持對講機等裝置的配套電源。
它優異的高溫放電性能及中等電流放電下還具有高的工作電壓，這些特點使鹼性鋅錳電池在某些領域比鍋鎳蓄電池和普通鋰錳電池更有優勢，如野外井下作業及高溫環境中使用。
另外，可再充電的鹼性鋅錳電池，不僅具有很好的荷電保持能力，電池的活性材料也得到了充分利用，從而節約了資源，保護了環境，降低了使用費用，使鹼性鋅錳電池的性能價格比(費效比)得到進一步提高，還無記憶效應，這使鹼性鋅錳電池更具有競爭力，套用領域將更加廣泛。
在軍事裝備中，鹼性鋅錳電池因使用方便、性能優良，貯存期長已被作為裝備的配套器材。尤其在軍事通信裝備中，它被廣泛作為戰術電台、野戰電話、末端設備、儀器儀表等的配套電源。在野戰條件下，沒有市電，充電又極困難，全靠電池供電。電台24小時都處工作狀態，發訊時耗電較大，為了保證通信不中斷，需要配套電池能夠提供長的工作時間，具有很好的連續工作能力，鹼性鋅錳電池能較好滿足這些要求，因此目前國內外戰術電台配套的一次電池大量選用的還是鹼性鋅錳電池。電池是通信裝備的“糧食”“血液”,屬於消耗品，需貯備一定數量的電池，以備怠想不到情況發生時有足夠的電池能夠提供使用。優質的鹼性鋅錳電池，貯存期可在5年以上，這是其它一次電池難以達到的，故鹼性鋅錳電池優異的貯存性能，在軍用中的另一個主要用途是作為貯備電池使用。
