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干电池的原理及用途

发布时间:2012-12-05

干电池的介绍
干电池是一种伏打电池,利用某种吸收剂(如木屑或明胶)使内含物成为不会外溢的糊状。干电池,一般常用的干电池又称为锌锰电池,可分为碳锌电池和氯化锌电池,其优点是能量密度较高,电流密度适当,易实现机械化生产等,由于能量密度不足,一般这种电池只用于耗电量较小的电子产品,如闹钟、计算器等。
 
干电池,为锌锰电池,或称碳锌电池,干电池属于化学电源中的原电池,是一种一次性电池,因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物,所以叫做干电池,这是相对于具有可流动电解质的电池说的,干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等,而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域,十分好用。
 
干电池的原理
 
干电池的原理
普通干电池大都是锰锌电池,中间是正极碳棒,外包石墨和二氧化锰的混合物,再外是一层纤维网.网上涂有很厚的电解质糊,其构成是氯化氨溶液和淀粉,另有少量防腐剂,最外层是金属锌皮做的筒,也就是负极,电池放电就是氯化氨与锌的电解反应,释放出的电荷由石墨传导给正极碳棒,锌的电解反应是会释放氢气的,这气体是会增加电池内阻的,而和石墨相混的二氧化锰就是用来吸收氢气的,但若电池连续工作或是用的太久,二氧化锰就来不及或已近饱和没能力再吸收了,此时电池就会因内阻太大而输出电流太小而失去作用,此时若将电池加热,或放置一段时间,它内部的聚集氢气就会受热放出或缓慢放出,二氧化锰也到了还原恢复,那电池就又有活力。   
化学方程式为:Zn+2MnO2+2NH4Cl= ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O
 
干电池的选购方法 
1、根据需要选择电池,例如:用在闪光灯、相机、MP4、电动玩具等需要大电流输出的器具上,最好选用碱性锌锰电池(L)。用在遥控器、钟表等一般用电需求的器具上,选用普通锌锰电池(S、C、P)即可。   
 
2、注意电池的储存期。普通锌锰电池保质期为2年,购买时应选择近期生产的产品,碱性锌锰电池和普通锌锰电池的区别电池在常人的眼里分碱性和普通锌锰电池两种。过去人们在日常使用中常感到电池的使用寿命不如想像中理想,这就是碱性锌锰电池和普通锌锰电池的区别。在日常使用中,闪光灯、相机、MP4、电动玩具等这样大流量的电器具最能显示出碱性电池和普通锌锰电池的特点。   
 
3、碱性锌锰电池在分别使用闪光灯次数为144次,照相机胶卷8卷,玩具开动183分钟。这些指数均比同期使用中的普通锌锰电池平均好6.86、4.38、3.81倍,并且在性能价格比也好4.34、2.78、2.41倍。对消费者来说,使用碱性锌锰电池可以合理放心使用的。
 
4、注意查看生产日期,储存期越短越好; 用万用表D C 5 0 0 m A 挡测短路电流,此法虽简单但不准确,也不安全,实质是从瞬间短路电流判断其内阻大小,内阻越小越好。若采用两次测量电压法既安全又可靠,将两只2 . 2 V 小电珠并联后用导线引出两个夹子,先测出电池的开路电压,再将小电珠夹子夹在表笔上,再测出由池带负载后的申压,比较两次电压的差越小越好。 这个方法判别6 ~ 9 V 叠层电池更实用,此时小电珠应串连。除可充电池外其他一次性电池均可行,改用数字电压表测量更准确。

干电池的原理

干电池的用途
干电池已经发展成为一个大的家族,到目前为止已经约有100多种。常见的有普通锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池、锌-空气电池、锌-氧化汞电池、锌-氧化银电池、锂-锰电池等。   
 
对于使用最多的锌-锰干电池来说,由于结构的不同又可分:糊式锌-锰干电池、纸板式锌-锰干电池、薄膜式锌-锰干电池、氯化锌锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、四极并联锌-锰干电池、迭层式锌-锰干电池等。
 
一次性锌锰碱性干电池,这种电池可算是全国产销量名列前茅,国内品牌众多,比如最最常见的“南孚,劲量,金霸王,GP超霸,牡丹”都是锌锰干电池的产销大户。
这种电池价格比较便宜,且电量较好,储存时间长,温度适应条件好,适用于中小电流密度的放电。缺点是一般内阻比较大,所以数码相机使用碱性电池拍照张数非常少,电池放电过快,但电池放置一段时间后仍可正常使用。
 
碱性电池并不适合作为数码相机的驱动电源,这是因为:数码相机的LCD预览、影像数据处理、镜头变焦、连拍等都需要消耗大量的电力,这常常导致一些使用者在使用新买的碱性电池时,拍不了几张照片,就出现低电量报警或无故相机自保的情况。所以,一般的碱性电池最好不要使用,虽然不会对相机有什么损害,但是购买之后实际意义不大。
 
即常见的干电池或碳锌电池,以锌为阳极,阴极则为碳棒加上活性物质二氧化锰,电解质由氯化铵、氯化锌、淀粉等组成。在 25时可以提供 1.5V 左右的电压值。此种电池的发展相当的早,约在 1862 年由法国人 G. Lechance 所发明;虽然发展的早,但因为具有价格便宜、制造容易、自放电率低、高重量能量比 ( 50~80 Wh/Kg ) 及携带方便的优势;所以在一次电池中,仍然是产量最高、用途最广的一种。
 
干电池原理

尽管技术发展已久,但还是有功率过小的缺点,使得该种电池并不适用于大电流的放电;此外,放电过程中也有着电压不稳的问题。锌锰干电池的开路电压会因为储存时间的长短及阴极二氧化锰的性质不同 ( 有电解二氧化锰、天然二氧化锰等 ) 而改变,范围大概在 1.50~1.80V 之间。如果所使用的是电解的二氧化锰,因为纯度以及活性较高的关系,可以提升电池的电压与电容量。
 
锌锰干电池的保存相当重要,若放置于高温潮湿的环境中,会使得阳极的锌产生腐蚀而进一步的造成严重的自放电情形。此外,锌锰干电池的密封良好度也相当重要;倘若密封情形不佳,电解液中的水分将会挥发掉,使得电池无法放电,另一方面也可能因为氧的进入电池而造成自放电率加剧。
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