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碳锌电池
阅读:9738时间:2011-09-09 09:55:09

  碳锌电池,又称碳锌干电池、碳性电池、碳性电芯,外壳由锌构成。既可以作为电池的容器,又可以作为电池的负极。碳锌电池是最便宜的原电池,厂商所销售的设备中常常需要配送电池。锌碳电池可以用于遥控器、闪光灯、玩具或晶体收音机等功率不大的设备。

锌碳电池的由来

  锌碳电池被描述作为原电池 因为,当释放细胞,没有意欲充电它,并且必须放弃。“电池Rejuvenators”通过应用反向潮流曾经销售恢复部份地被释放的锌碳细胞于他们。 然而作用的这样设备是只临时和易受的起因细胞漏或破裂。因为阳极是容器,锌碳细胞是可能漏。 第一个锌碳电池在Selsdon,1834年Croydon在更加伟大的伦敦被发明了。

化学反应

  碳锌电池的容器是一个锌罐。里面有一层由NH4Cl和ZnCl2所构成的糊状液体,这个糊状液体通过一个纸层与粉末状的碳和二氧化锰隔开。这些粉末填充在一个碳棒的周围。

  在这个干电池里,最外层的锌是电池的负极。在半反应中,锌被氧化,如下式所示:

  Zn(s) → Zn2+(aq) + 2 e?

  一个由粉末状碳和二氧化锰所围绕的石墨棒作为正极。其中,二氧化锰和碳粉混合是为了增加正极的导电性。阴极反应如下图所示:

  2MnO2(s) + 2 H+(aq) + 2 e? → Mn2O3(s) + H2O(l)

  H+来自于NH4+(aq):

  NH4+(aq) → H+(aq) + NH3(aq)

  产生的NH3可以与Zn2+结合。

  在整个半反应中,锰的氧化态由+4被还原到了+3。

  尽管很多副反应也可能发生,但锌碳电池的总反应还是可以由下式表示:

  Zn(s) + 2 MnO2(s) + 2 NH4+(aq) → Mn2O3(s) + Zn(NH3)22+(aq)

  碳锌电池的电动势大约是1.5V。电动势的不确定是由于阴极反应十分复杂,相比来说,阳极反应(锌端)则有一个已知的电势。副反应及活性反应物的消耗直接导致电池的内阻增加,电池电动势降低。

特点

  1、可以根据所需电池组最高电压制成单体电池,容量由3~10Ah定型为单体电池。成组时以并联方式组配。对电池组容量增加或减少有很大的机动性。

  2、每使用一段时间(2~3月左右)需补充一次电解液,这也是电池循环寿命长的优点。电解液由电池制造商提供,用瓶装。加注时可由用户自己完成,也可由维修店完成。

  3、电池充、放电和存放均需水平状态放置。对电动自行车、电动摩托车而言,电池箱应满足水平放置要求,对于电动三轮车、电动四轮车、电动汽车、专用汽车、工程车辆而言有提供电池水平放置的空间和位置。

缺点

  碳锌电池是以二氧化锰为正极,锌为负极进行反应,氯化铵和氯化锌水溶液为电解液,其特性上电压安定性不好,温度特性也不佳,在0℃以下时显着劣化,对于一些要求电压安定性,小形高输出,高能量密度的电子机器,碳锌电池不适用,仅适用于灯具、照明设备、玩具等。

应用

  1、车用碳锌电池

  目前电动车电池用的最多的是铅酸电池。但铅酸电池过于沉重,且一次充电时间长,行驶距离短,无法与汽油汽车相比。改用锌碳电池,则可以较好地解决这些问题。与铅酸电池相比,锌碳电池具有容量大,密度高,重量轻的特点,具备作电动汽车电源的基本条件。

  2、电站调峰用碳锌电池

  现今社会用电量越来越大,但用电量并不均匀,往往是白天用的多,夜间用的少,出现用电高峰和低谷,而且这种差值越来越大。现在解决这一问题的办法是抽水蓄能。此举虽能解决问题,但不利有三:第一,要占很大很大的地方,并且不是任何地方都可建水电站。第二,要花费太多太多的经费。建一座水电站劫辄几亿、几十亿。第三,浪费大。从电到水,再从水到电,电力损失约40%。用锌碳电池,问题就不会那么严重了。据理论推算,占地、投资只需建水电站的十分之一足够。至于电力损失,从小试数据看不超过20%。

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