常用化学电源

1.4.2　常用化学电源

目前我们最熟悉而又经常使用的化学电源莫过于锌锰干电池和铅蓄电池。

1.锌锰干电池

由于锌锰干电池原材料丰富，结构简单，成本低廉，携带方便，因此其从诞生至今一直是人们日常生活中经常使用的小型电源。按电解质酸碱性可把锌锰干电池分为中性锌锰干电池和碱性锌锰干电池。

（1）中性锌—二氧化锰电池

该电池简称“锌锰电池”，日常生活中用的1号、5号干电池就属于此类电池。电池负极材料为锌，正极材料是二氧化锰，电解质为氯化锌和氯化铵。锌不仅是电池的负极材料，还是电池的外包装材料。中间突出的小铜帽为正极，外壳是负极。由于二氧化锰是粉末，所以小铜帽下插入一根炭棒以帮助导电。两层隔膜中间的电解液制成糊状，以限制其流动，但又可实现离子的迁移。其结构如图1-4所示。

图1-4　中性锌锰干电池的结构

在使用过程中锌皮逐渐消耗，MnO₂也不断被还原，电压慢慢降低，最后电池失效。锌是消耗性的外壳，在使用过程中会变薄穿孔，这就要求在锌皮外加有密封包装。这种电池适合间隙性的电器使用，如手电筒、收音机等，通常不适合于大电流连续放电，因为在糊状电解液中离子的迁移速度受到了限制，加上锌皮的表面积有限，这种电池难以产生大电流。

（2）碱性锌锰电池

该电池简称“碱锰电池”，是锌锰干电池系列中的第四代产品，这是老式锌锰电池的改进型电池。其改进之处有以下两点：首先是将锌皮改为锌粉，大大地提高了锌电极的表面积，也就是提高了单位时间里参与化学反应的锌原子数，这样就可以产生大电流，放电容量比中性干电池大3～5倍。该电池另选其他的金属材料作外包装材料，并做成全封闭状态，电解液不再会渗漏，用户可放心使用。其次，电解液直接使用KOH的水溶液，加快了离子的迁移速度。

2.铅蓄电池

铅蓄电池是最早出现的一类二次电池。这种蓄电池具有电动势高、电压稳定、使用温度范围宽、原料丰富、价格便宜等优点，但也有笨重、防震性差、易溢出酸雾、维护不便、携带不便等缺点。自20世纪80年代以来，各种新型的铅蓄电池逐渐问世，它们在汽车、通信、飞机、船舶、矿山、军工等方面都有广泛应用。当前研究的主要方向是提高比能量、循环寿命和使用期限，基本途径是提高活性物质利用率，降低电池的质量，防止活性材料的脱落和寻找耐腐蚀的正极板等。

生活小贴士　　　　

使用干电池时，要注意以下几点：

①极性切忌装反。正确接法是电池上正极“＋”标志与电器上“＋”标志相接，电池上负极“－”标志与电器上“－”标志相接。

②电池千万不要短路，不要用导线或金属把电池正负极端直接相连。

③使用时应注意观察，一旦电池有漏液或气胀变形等现象发生，需及时取出，以免损坏电器。当电器长时间不用时，也应取出电池。

④不要长期贮存电池，因为电池本身有自放电现象。标准规定，大号电池贮存期通常为12个月，小号电池为9个月。

⑤不要震动与碰撞电池，因震撞易引起电池内部结构松动，会影响电池的性能。

⑥不要用加热与充电方法激活电池，以免产生气胀、漏液甚至炸裂。锌锰电池和碱性锌锰电池都是一次性电池，不能重复充电使用。若需充电电池，应选购镉镍电池。

⑦将电池置于干燥和阴凉的地方。电极铜帽、铁底若受潮会被氧化腐蚀，造成与电器接触不良。

⑧新旧电池不宜混用。因为旧电池内阻较大，本身就要消耗电能，新旧电池混用，会增加新电池的电能损失，使其寿命缩短，得不偿失。

⑨千万不要将废弃电池（特别是铁壳密封的电池）扔入火中，以防电池爆炸伤人。

⑩废旧干电池中含有的化学物质会污染环境和危害人类健康，废旧干电池应妥善处置。