课件：第章锌锰电池.ppt

Types And Characteristics Of Primary Batteries,Primary batteries,第2章 锌锰电池,锌锰干电池,锌锰干电池,松下干电池工厂,锌锰电池命名,2.1 Zn-MnO2电池的分类,分类,1 按电液分： 中性和碱性 2 按外形： 筒式、迭层式、薄形、扣式、扁平式,20世纪60年代建立了国际电工委员会（International Electrotechnical Commision,简称IEC），该组织实现了电池型号、规格的标准化。 字母后面紧接着的数字代表单体电池的大小；在单体电池前加上数字表示串联的组合电池中的单体电池数目。单体电池之后加一并联电池数。 R6P，LR6，3R14，6F22，4F100-4,命名,电池符号和意义,电池的结构和电池反应,传统的勒克朗谢电池,（-）Zn | NH4Cl,ZnCl2 | MnO2,C(+) 正极是天然MnO2或电解MnO2， 隔膜是淀粉加面粉浆糊隔离层， 负极是锌筒。称“糊式锌-锰电池”， 也称干电池，性能较差。,锌锰干电池,1868年Leclanche发明以NH4Cl为电解液的Zn-MnO2电池 1888年Gassner成功构成干电池并商品化,氯化铵型电池,氯化锌型电池,电池组成 (-)Zn/KOH(aq) /MnO2(+) 额定电压：1.5V 可制成二次电池,碱性锌锰电池(Alkaline manganese dioxide),碱性锌锰电池(Alkaline manganese dioxide),2.2.1 电化学行为 质子-电子机理 MnO2电极 阴极还原的初级过程 MnO2 + H+ + e = MnOOH,2.2 MnO2电极,第一，电子进入正极，质子进入MnO2晶格表面，这两个过程是同时发生的； 第二，MnO2与MnOOH两物质是在同一固相中； 第三，虽然MnOOH的生成是在固相中直接完成的，但反应必须是在固液界面上进行。必须保证有足够的固液界面。 第四，随着反应的进行就会使得电极附近的pH值升高,MnOOH转移步骤即二次过程是整个MnO2阴极还原的控制步骤,1). 水锰石在酸性溶液中的转移歧化反应： 在酸性溶液中，MnO2放电的一次过程为： 2MnO2+2H+2e- 2MnOOH 歧化反应： 2MnOOH+2H+ MnO2+Mn2+2H2O 电极的总反应为： MnO2+4H+2e- Mn22H2O,2. MnO2电极 阴极还原的次级过程,2).水锰石在碱性溶液中的转移固相质子扩散,MnOOH只能靠固相中的质子扩散来转移。,“特殊”浓差极化或固相浓差极化。,3). 水锰石在中性溶液中的转移混合方式,有43的MnOOH是通过歧化反应来转移的，有57是通过固相扩散来转移的。,MnO2电极在不同介质中的极化不同,2.3 锌电极,2.3.1.阳极过程 锌电极的电化学极化是比较小的，在放电过程中锌电极的阳极极化主要来自于浓差极化。这主要是放电产物离开电极表面受到一定的阻碍所造成的,2.3.2. 锌电极自放电,1). 氢离子的阴极还原所引起的锌的自放电 在中性溶液或酸性溶液中：,在碱性溶液中：,2). 氧的阴极还原所引起的锌电极的自放电,在中性溶液或酸性溶液中：,在碱性溶液中：,3) .电解液中的杂质所引起的锌电极反应 4) .锌电极表面不均匀性加速腐蚀,1. 提高氢过电势 2. 保证原材料的质量达到要求 高纯度 3. 对电解液进行净化 4. 降低储存电池的温度 5. 严格密封,降低锌电极自放电的措施,2.4 锌锰电池材料 2.4.1 二氧化锰材料,自学,2.4.2 锌材料 2.4.3 电解质 2.4.4 隔膜 2.4.5 导电材料 2.4.6 导电凝胶剂,2.5 锌锰电池的电性能,2.5.1 开路电压与工作电压,锌-锰系列电池不适于大电流放电。,具有电压恢复特性,2.5.2 电池的内阻,2.5.3 容量及其影响因素 （自学） 放电制度 （表3-3， p66） 锰粉质量 锰粉颗粒度 制造工艺各步工艺,2.5.4 储存性能 （自学）,负极自放电（主要） 电液干涸 气胀 冒浆 铜冒生锈,2.6 糊式锌-锰电池,2.6.2 制造工艺及分析 一、生产流程 碳棒的制造 正极电芯的制造 负极锌筒的制造 电液及电糊的配制 装配,二、碳棒的制造,正极电芯的集流体，传导电流 三、正极的制造 拌粉、成型（打电芯）和包纸扎线等工序 1）.拌粉,2）.打电芯（打芯）,目的：使粉料成型制成电芯，有专门的打芯机完成 四、负极的制造 五、电液的配制、净化与浆液配制,1）.电解液的组成及作用,NH4Cl ZnCl2 内电液用作拌粉时使用 外电液用作配浆液使用,2）. 电液的配制和净化,电液的净化 吊锌角法 锌粉法 化学法：采用络合剂出杂质 电化学法 强制电液循环法,3）.浆液的配制,打浆机中进行，在电液中加入一定量的面粉和淀粉,六、电池的装配,锌筒垫底、浇浆、裝电芯、糊化、上纸、圈盖、上铜冒、封口等 糊化温度6590C之间，时间14min 沥青、松香和石蜡组成的封口剂，封口剂的操作温度180260度,2.7 纸板电池,锌锰干电池,松下干电池生产工艺流程,2.8 叠层锌锰电池 （自学）,电池组成 (-)Zn/KOH(aq) /MnO2(+) 额定电压：1.5V 可制成二次电池,2.9 碱性锌锰电池(Alkaline manganese dioxide),碱性锌锰电池(Alkaline manganese dioxide),锰环-锌膏式结构碱性锌-锰电池制造工艺,卷绕式电池组装工艺流程,锌锰电池产业的现状与未来,我国是世界上电池生产量最大的国家 2007年我国一次电池产量约300.7亿只。其中碱性锌锰电池约82亿只 2008年一次电池产量309.7亿只, 其中碱性锌锰电池超过90亿只,思考题,1.糊式和纸板式锌锰电池有何不同？ 2.ZnCl2型纸板电池与NH4Cl型纸板电池相比具有哪些优势？为什么？ 3.为什么锌锰系列电池适合于小电流间歇放电？ 4. 哪一种MnO2晶体变体阴极极化较小？为什么？ 5.影响锌电极自放电的因素和防治措施 6.碱锰电池比普通锌锰干电池相比具有哪些优势？ 7.叠层锌锰电池中无孔导电膜的作用？为什么要采用无孔导电膜？什么是寄生电池？ 为什么放电时二氧化锰电势持续下降？,后面内容直接删除就行 资料可以编辑修改使用 资料可以编辑修改使用 资料仅供参考，实际情况实际分析,感