堿性電池亦稱為堿性干電池、堿性鋅錳電池、堿錳電池,是鋅錳電池系列中性能最優的品種。以鋅為負極,二氧化錳為正極,氫氧化鉀或氫氧化鈉為電解質,采取反極式結構制成。適用于需放電量大及長時間使用。電池內阻較低,因此產生之電流較一般碳性電池更大。
簡介
堿性電池是成功的高容量干電池,也是具性能價格比的電池之一。堿性電池是以二氧化錳為正極,鋅為負極,氫氧化鉀為電解液。其特性上較碳性電池來的優異,電容量大。化學式為:Zn+MnO+HO→Mn(OH)+ZnO。
堿性電池在結構上采用于普通電池相反的電極結構,增大了正負極間的相對面積,而且用高導電性的氫氧化鉀溶液替代了氯化銨、氯化鋅溶液,負極鋅也由片狀改變成粒狀,增大了負極的反應面積,加之采用了高性能的電解錳粉,所以電性能得以很大提高,一般的,同等型號的堿性電池是普通電池的容量和放電時間的3-7倍,低溫性能兩者差距更大,堿性電池更適用于大電流連續放電和要求高的工作電壓的用電場合,特別適用于照相機、閃光燈、剃須刀、電動玩具、CD機、大功率遙控器、無線鼠標,鍵盤等。在軍事裝備中,堿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。在軍事通信裝備中,它被廣泛作為戰術電臺、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。電臺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,堿性鋅錳電池能較好滿足這些要求,因此目前國內外戰術電臺配套的一次電池大量選用的還是堿性鋅錳電池。
選購
堿性電池我國很多人還不熟悉,但它以令人吃驚的速度開始占領市場。它的主要優點就是耐久的電量,一般是普通電池的七倍,另外最初回復時間短,最適合用于照相機閃光燈。輸出穩定,而且不漏液,因此一些高級電子產品如BP機,遙控器,電子照相機等規定必須使用堿性電池。另外還有一個小秘密:堿性電池上一般注有donotr charge(不可充電),這是為了安全考慮。另外,電能“耗盡”的堿性電池放置一段時間后又可以恢復一定的電能,所以斷續使用堿性電池可以有更長的工作時間。堿性電池識別上可以看是否印有ALKALINE字樣或中文“堿性電池”字樣。
電極反應式
正極為陰極反應:
MnO+HO+e-=MnO(OH)+OH-
MnO(OH)在堿性溶液中有一定的溶解度
MnO(OH)+HO+OH-=Mn(OH)-
Mn(OH)-+e-=Mn(OH)2-
Zn+2OH-=Zn(OH)+2e-
Zn(OH)+2OH-=Zn(OH)2-
總的電池反應為:
Zn+MnO+2HO+4OH-=Mn(OH)2-+Zn(OH)2-
注意事項
(1)請勿對電池進行充電,這樣可能會導致電池漏液或發生危險。
(2)應注意電池極性,防止錯誤安裝。
(3)請勿將電池短路、加熱、投入火中或試圖拆開。
(4)新舊電池請勿混合使用。
最新技術
可充堿性鋅錳電池(rechargeablealkaline鋅manganesebattery)可通過充電獲得重復使用的一種改進型堿性鋅錳電池,簡稱RAM。該種電池的結構和制造工藝過程與堿性鋅錳電池基本相同。
為實現可再充電,該電池在堿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精晶穿透隔離層發生短路。
可充堿性鋅錳電池的充放電循環性能相對傳統二次電池差,充放電制度對電池的循環壽命影響很大。全充放電循環使用壽命只有50次左右。使用該種電池時不可過放電,淺放電可大幅度提高電池的循環壽命。電池的放電反應與堿性鋅錳一次電池相同,充電時發生放電反應的逆反應:
MnOOH+Zn(OH)→Zn+MnO+HO
由于電池的循環壽命較短,發展受到制約,全球僅有美國、加拿大的幾家公司規模化生產,我國也生產該類電池,但生產量和出口量較小。
功能特點
容量
堿性電池的容量比碳性電池更高,原因是用作陰極的二氧化錳有較高的純度同密度,內部零件體積較細(例如電極),也讓出空間,有助增加容量,總的來說比碳性電池多3至5倍容量。但堿性電池的容量會隨輸出電流增加而變小,例如同一枚電池可以在低輸出電流時有3000mAh的容量,但當用在取1A電流的負—載時,容量只會得700mAh,小于原來的1/4。
電壓
單一枚堿性電池的電動勢(e.m.f),也即在無負載時的電壓一般是1.5V,但隨不同的二氧化錳及鋅氧化物會使電壓在1.5V至1.65V之間變化。當接上負載后,隨輸出電流的增加電壓會下降,在一般負載下電壓會降至約在1.1V至1.3V之間。
電流
堿性電池所能輸出的電流比碳性電池大,卻比一般蓄電池小。容量較大的堿性電池能夠輸出較大的電流,原因是電極面積增加,有更多的物質可以同時產生化學反應。過大的電流會使電池在放電的過程加熱升溫,一般AA電池可以輸出700mA電流不至明顯升溫,而較大型號的C、D電池可承受更大的電流而不明顯升溫。
注意事項
漏出電解液
長期放置的堿性電池會漏出電解液,由于電解液是帶有腐蝕性的堿性物質氫氧化鉀,對眼睛、呼吸道及皮膚會有刺激作用;電解液也會侵蝕金屬、破壞電子零件,因此電池漏出的電解液也會破壞使用該電池的產品,特別是電子產品。
不可對堿性電池充電
對堿性電池充電也會使電池漏出電解液,甚或使電池破裂。極小數的堿性電池被設計成可以充電,但只可用相當小的電流充電,要達到明顯的充電效果往往要一整日或更多時間,而且可再充電的次數不多,相當不便,所以已經很難在市場上找到。也有些充電器聲稱可以為普通一般的一次性堿性電池充電,但此類產品并不能對所充電完畢的電池的效能作出保證。
使用同型號、同電量的電池
當用多于一枚電池時,應使用同型號,甚至同牌子的電池;新舊電池應避免混在一起使用。否則會增加漏出電解液的風險。
不使用時需另作存放
當不使用用電池的裝置時,應把電池取出,另作存放,避免存放過久而電解液漏出時損壞用電池的裝置。
環境保護
在1996年前生產的堿性電池可能含有微量汞,堿性電池已能做到不含水銀。因此堿性電池一般可隨生活垃圾丟棄,不用刻意回收處理。
市場
2013年前5個月國內堿性電池的總產量為2.55億支,同比減少4.56%,其中5月產量為5027.79萬支,同比下降18.62%。堿性電池月度產量的變化歷來波動較大。由于鋰電價格下降,預計堿性電池行業的表現難有實質好轉。
2008-2013年國內堿性二次電池月度產量單位:只/月
參考資料 >