1、第第3章章 鋅錳電池鋅錳電池呂京美E-mail : 密碼： 2009electro Tel:677985主要內容：主要內容：3.1 鋅錳電池概述3.2 二氧化錳正極3.3 鋅負極3.4 鋅錳電池材料3.5 鋅錳電池制作工藝3.6 鋅錳電池主要性能本章重點本章重點正極正極：二氧化錳的反應機理負極負極：鋅電極的自放電、引起自放電的原因和降低自放電的措施。電池反應和性能電池反應和性能：兩類中性電池的比較、中性電池與堿性電池的比較鋅錳電池制作工藝鋅錳電池制作工藝3.1 概述概述（）（）Zn|MnO2（）（）鋅錳電池鋅錳電池：鋅為負極，二氧化錳為正極的電池系列，側重小電流或間歇

2、方式供電，不適合大電流連續放電（電壓下降快）分類分類：1、傳統的鋅錳電池、傳統的鋅錳電池其正極活性物質是天然MnO2（含量7075），電池隔膜是淀粉漿糊隔離層，電解液是NH4Cl、ZnCl2的水溶液，負極是鋅筒。這種類型的電池稱“糊式鋅錳電池”。又稱為干電池。也叫做NH4Cl型電池：電解液以NH4Cl為主，少量的ZnCl2。性能較差，R20型電池的比能量僅0.08Wh/cm3 。Zn|NH4Cl(ZnCl2)|MnO22、“高性能電池高性能電池”這種電池從1960年開始生產，它與第一類電池的區別主要是正極活性物質用了電解二氧化錳（含量9193），放電時間是第一類電池的1.52.0倍，R20型電

3、池的比能量達0.12 Wh/cm3。3、“超高性能電池超高性能電池”第三類電池是1970年開始生產的,也稱“高氯化鋅型紙板電池”。以電解MnO2為正極活性物質，電池隔膜用漿層紙，電解液改為ZnCl2為主體加少量NH4Cl的水溶液。該類電池在放電性能和防漏性能方面有很大的改進和提高，放電時間比“高性能電池”大約又提高了一倍，而且可以大電流放電，R20型電池的比能量達0.15 Wh/cm3 。也叫做ZnCl2型電池，電解液以ZnCl2為主，少量的NH4Cl。Zn|ZnCl2(NH4Cl)|MnO24、 堿性鋅錳電池堿性鋅錳電池自自1965年開始生產至今。正極是電解年開始生產至今。正極是電解MnO2

4、粉，負極是汞齊化鋅粉，負極是汞齊化鋅粉，電解液是粉，電解液是KOH水溶液。電池反應機理和電池結構與上述三類水溶液。電池反應機理和電池結構與上述三類電池不同。其電性能優于前三類電池，放電時間大約是同類糊式電池不同。其電性能優于前三類電池，放電時間大約是同類糊式電池的電池的57倍，其倍，其R20電池的比能量達電池的比能量達0.21 Wh/cm3 ，且可制成可，且可制成可充式電池（二次電池）。充式電池（二次電池）。Zn|KOH|MnO2發展方向：可充堿性鋅錳電池好負極的低汞、無汞化。發展方向：可充堿性鋅錳電池好負極的低汞、無汞化。電池型號電池型號標稱電壓標稱電壓/V/V尺寸尺寸/mm/mmR20（D

5、、一號）1.534.2*61.5R14（C、二號）1.526.2*50R6（AA、五號）1.514.5*50.5R03（AAA、七號）1.510.5*44.56F22（九伏電池）9(H)48.5*(L)26.5*(W)17.5常見中性鋅錳干電池型號規定：R表示圓筒形電池，F表示扁形電池，S表示方形或矩形電池。R20，20為序號，對應相應的電池規格6F22表示6個扁形電池F22的串聯R6-4表示4個R6電池并聯LR6表示堿性鋅錳電池序號后加C、P、S表示電池特征。 C-高容量，P-高功率。S-普通型3.2 二氧化錳電極二氧化錳電極 二氧化錳：二氧化錳：MnO2為正極活性物質，是決定電池性能的主要

6、原材料之一。電池工業上所用的MnO2(常稱錳粉)有四種，即天然錳粉(天然軟錳礦)、電解錳粉、活化錳粉和化學錳粉。電解二氧化錳由電解硫酸錳溶液制得，二價錳離子在陽極上氧化生成二氧化錳：Mn2+ + 2H2O MnO2 + 4H+ + 2e電解錳粉純度高，有害雜質少，電化學活性好，采用電解錳粉是提高鋅錳干電池電容量的有效方法。鋅錳電池工作時，電池的工作電壓降主要來源于正極電極電勢鋅錳電池工作時，電池的工作電壓降主要來源于正極電極電勢的變化的變化圖圖2-1. 鋅錳電池鋅錳電池放電電壓及電極電位隨時間的變化曲線放電電壓及電極電位隨時間的變化曲線電池在放電的初期，電壓的變化較大，這主要是由正極所電池在放

7、電的初期，電壓的變化較大，這主要是由正極所決定的。因為二氧化錳電極的電位在開始放電的一瞬間，變化決定的。因為二氧化錳電極的電位在開始放電的一瞬間，變化很快，稍后才是較為平穩的下降，這是由于二氧化錳中加入了很快，稍后才是較為平穩的下降，這是由于二氧化錳中加入了乙炔黑、石墨、氯化銨等混合物后，致使電極的導電性增加，乙炔黑、石墨、氯化銨等混合物后，致使電極的導電性增加，但是電極反應也變得更為復雜。但是電極反應也變得更為復雜。 MnO2電極的電化學行為：電極的電化學行為：MnO2 +4H+ +2eMn2+ +2H2O二氧化錳陰極還原過程二氧化錳陰極還原過程- 質子質子-電子機理電子機理（2-1）通過對

8、產物的分析，表明通過對產物的分析，表明Mn2+是少量的，是少量的，Mn3+化合物化合物MnOOH是主要的。所以（是主要的。所以（2-2）式是主要反應，一般將二氧化）式是主要反應，一般將二氧化錳電極反應寫成（錳電極反應寫成（2-2）式。）式。 此過程為二氧化錳陰極還原過程的此過程為二氧化錳陰極還原過程的初級過程。不論在酸性、堿性還是中性介質中，放電的初級過程初級過程。不論在酸性、堿性還是中性介質中，放電的初級過程都是相同的。都是相同的。 MnO2HeMnOOH（2-2）MnO2/溶液界面上進行溶液界面上進行初級初級過程示意圖過程示意圖Mn3+OH-當二氧化錳電極放電時，溶液中的當二氧化錳電極放電

9、時，溶液中的H+便向二氧化錳晶格中轉移，便向二氧化錳晶格中轉移，與與O2離子結合生成離子結合生成OH。與此同時二氧化錳接受外來的電子，即。與此同時二氧化錳接受外來的電子，即Mn4+還原成還原成Mn3+（MnOOH)。MnO2陰極還原的初級過程陰極還原的初級過程( MnOOH的生成的生成)：MnO2HeMnOOHMnO2陰極還原的控制步驟：陰極還原的控制步驟：次級過程為控制步驟，即水錳石的轉移是控制步驟，次級過程為控制步驟，即水錳石的轉移是控制步驟，MnO2陰極陰極極化主要是由于極化主要是由于MnOOH轉移的緩慢所造成的。轉移的緩慢所造成的。由于由于H+在固相中的擴散速度非常緩慢，從而導致正極發

10、生嚴重極在固相中的擴散速度非常緩慢，從而導致正極發生嚴重極化，正極電位下降。這是導致化，正極電位下降。這是導致鋅錳電池工作電壓下降的主要原因鋅錳電池工作電壓下降的主要原因。MnO2陰極還原的次級過程（陰極還原的次級過程（MnOOH的轉移）：的轉移）：（1） 歧化反應：歧化反應： 2MnOOH2HMnO2Mn22H2O（2） 固相質子擴散：固相質子擴散：由于固相由于固相MnO2中中質子質子濃度梯度而造成的濃度梯度而造成的特殊的濃度極化，叫做特殊的濃度極化，叫做“固相濃差極化固相濃差極化”。3.3 鋅負極鋅負極 鋅皮鋅皮:鋅是電池的負極材料，在圓筒形電池中，還兼作電池的容器和負極的集電體。在鋅皮中

11、含有少量的鎘(0.20.3)能提高其強度，含有少量的鉛(0.30.5)則能改善其延展性。鉛和鎘均能提高鋅電極上的析氫過電位，抑制鋅電極在電解質中的自放電反應。鋅皮中的其它雜質，如鎳、鐵和銅等能顯著地促進鋅負極的自放電，使電池內部不斷產生氫氣，故這些雜質的含量必須嚴格控制。3.3.1 鋅電極的陽極過程鋅電極的陽極過程：Zn2e Zn2在中性介質中：在中性介質中：NH4ClZnCl21.以NH4Cl為主：Zn22NH4ClZn(NH3)2Cl22H2.以ZnCl2為主：4 Zn29 H2O ZnCl2ZnCl24 ZnO5 H2O 8H在堿性介質中：在堿性介質中：KOH溶液Zn22OHZn(OH)

12、42- ZnOH2O Zn(OH)42- 2KOHK2ZnO22 H2O 或 ZnO2 KOH K2ZnO2 H2O鋅負極的極化：鋅負極的極化：與正極MnO2相比，鋅負極的極化要小得多。正常放電情況下電化學極化是較小的，主要是濃差極化。在放電后期或低溫下放電，電極的表面狀態發生了變化，這時電化學極化就不能忽視了。3.3.2 鋅電極的鈍化鋅電極的鈍化大電流放電時，Zn電極表面液層中鋅酸鹽的濃度迅速升高，達到飽和時，氧化鋅在電極表面上快速地沉積出來，電極進入預鈍化區，形成以ZnO為主的疏松的覆蓋膜，阻擋了反應產物的順利通過，使陽極極化逐漸增大，電極表面開始生成薄而致密的ZnO層，從而產生鈍化現象。

13、鈍化使鋅電極利用率下降，電池容量下降。阻止鋅電極鈍化的措施是控制電流密度和改善物質的傳遞條件，如采用粒度更小的鋅粉制成多孔鋅以增加電極的真實表面積。3.3.3 鋅負極的自放電鋅負極的自放電 鋅電極產生自放電的原因鋅電極產生自放電的原因1. 氫離子的陰極還原所引起的鋅的自放電（主因）2. 氧的陰極還原所引起的鋅電極的自放電3. 電解液中的雜質所引起的鋅電極的自放電 影響鋅電極自放電的因素影響鋅電極自放電的因素1. 鋅的純度及表面均勻性的影響2. 溶液pH值的影響3. 電液中NH4Cl、ZnCl2濃度的影響4. 溫度的影響 降低鋅負極自放電的措施降低鋅負極自放電的措施1. 加添加劑在金屬鋅中加入添

14、加劑在電解液中加入緩蝕劑保證原材料的質量達到要求對電解液進行凈化4. 貯存電池的溫度低于255. 電池要嚴格密封3.4.1 MnO2 材料從晶型結構來講，從晶型結構來講，MnO2的性能最好，極化小，的性能最好，極化小，放出的容量大。放出的容量大。表表2-1 MnO2不同晶型性質比較不同晶型性質比較3.4 鋅錳電池材料鋅錳電池材料MnO2的種類： 1. 天然MnO2（NMD）：主要為MnO2， 2. 化學MnO2 （CMD） ：活化MnO2、活性MnO2、化學錳，是通過化學方法得到的比天然錳活性高的MnO2,以提高電池的放電性能。 3. 電解MnO2 （EMD） ：電解MnSO4得到的，屬于-M

15、nO2，活性高，放電性能好，價格貴。無汞堿錳電池用EMD：Fe、Mo含量降至很低，活性增大。比表面積、孔隙度、粒度大小、密度等影響EMD活性，也影響電池正極制造過程中的錳環的成型和裝配，及電池內阻的降低。3.4.2 鋅材料鋅筒、鋅片、鋅合金粉：鋅筒主要用于中性鋅錳電池，鋅片主要用于疊層鋅錳電池，鋅合金粉則用于堿性鋅錳電池鋅粉制備-噴霧法，有害雜質：鐵、鎳、銅、砷、銻、鉬等，導致鋅粉析氣量增大；主要成分：銦、鉍、鋁、鈣等。銦和鉍能減緩鋅的自放電，降低接觸電阻，鋁鈣主要改善鋅的表面性能，幾種金屬同時存在可提高電池的放電容量。鋅粉的形貌：目前市場是主要是無規則形狀的鋅粉，比表面大，松裝密度大，有效增

16、大電池容量，具有良好的抗震性能，內阻小。電池規格不同，對鋅粉的粒度要求不同 1. 大型號電池用于中小電流放電，要求鋅粉的粒度偏粗 2. 小號電池需要粒度偏細的鋅粉 3. 用于數碼產品等需要大電流放電 的電池，要求無汞鋅粉有很高的活性， 粒度偏細。中性鋅錳電池中，主要成分為NH4Cl和ZnCl2。NH4Cl的作用是提供H+，降低MnO2的放電超電勢，提高導電能力。但其冰點高，影響低溫性能，并且其水溶液沿鋅筒上爬，導致電池漏液； ZnCl2的作用是間接參與正極反應，形成配合物Zn(NH3)2Cl2,同時降低冰點，并具有良好的吸濕性，保持電解液的水分，還可以加速淀粉糊化，防止NH4Cl沿鋅筒上爬。堿

17、性電解液都用KOH，濃度通常在35%40%。3.4.3 電解質糊式鋅錳電池的隔膜是電糊鋅型、銨型紙板電池隔膜是漿層紙堿性鋅錳電池的隔膜是復合膜3.4.4 隔膜漿層紙復合膜石墨粉和乙炔黑是正極中常用的導電材料，主要作用用于增加正極活性物質的導電性。乙炔黑吸附能力強，能使電解液與MnO2接觸良好，提高MnO2的利用率，還能吸收電池放電過程中產生的氨氣，主要用于中性鋅錳電池。密度低導電性差堿性鋅錳電池一般使用石墨粉，膨脹石墨比表面積大，可降低在正極粉中的含量，增大EMD含量，提高堿錳電池容量。3.4.5 導電材料 鋅膏中凝膠劑的作用是使鋅膏中的鋅粉與電解液形成穩定均勻分散的膏體,使鋅粉周圍能均勻地保

18、持電解液,保證鋅粉顆粒表面在電池放電時各部位有均勻、充足的電解液覆蓋,防止鋅膏在貯存過程 中鋅粉與電解液產生不均勻的沉降。PA-聚丙烯酸：PA-Na-聚丙烯酸鈉=2:1水溶性高分子化合物，耐堿，耐還原。PA具有較高的粘性，在鋅膏中起粘結作用，PA-Na具有較強的膨脹性和吸水性，在鋅膏中起增稠作用，并降低電池負極電阻。3.4.6 鋅膏凝膠劑3.5 鋅錳電池的電池反應和電性能鋅錳電池的電池反應和電性能 中性介質中的鋅錳電池的電池反應中性介質中的鋅錳電池的電池反應以以NH4Cl為主的鋅錳電池（氯化銨型電池）為主的鋅錳電池（氯化銨型電池）（）（） Zn NH4Cl MnO 2 ()負極反應： Zn2N

19、H4Cl2e Zn(NH3)2Cl22H正極反應： MnO2+H+e MnOOH電池反應： Zn2NH4Cl2MnO2Zn(NH3)2Cl22 MnOOH電池的反應較為復雜，產物也十分復雜，但反應的主要產物是Zn(NH3)2Cl2 。以以ZnCl2為主的鋅錳電池（氯化鋅型電池）為主的鋅錳電池（氯化鋅型電池）（）（） Zn ZnCl2 MnO 2 ()負極： 4Zn ZnCl29H2O8eZnCl24 ZnO5H2O8 H正極： 8MnO28H+8e 8MnOOH電池反應：4Zn9H2OZnCl28MnO28 MnOOHZnCl24 ZnO5 H2O 兩種類型電池的比較兩種類型電池的比較：銨型電

20、池：銨型電池：Zn2NH4Cl2MnO2Zn（NH3）2Cl22 MnOOH鋅型電池：鋅型電池：4Zn9H2OZnCl28MnO2 8MnOOHZnCl24 ZnO5 H2OZn(H2O)2+ZnCl42-293323404.65.41543氯化鋅型氯化鋅型氯化銨型氯化銨型Zn2離子狀態離子狀態水蒸氣壓水蒸氣壓PapH值值電液類型電液類型 電導率電導率Sm-1差異差異反應式反應式蒸氣壓蒸氣壓產物不同產物不同鋅離子的存在形式鋅離子的存在形式pH值值電液導電能力電液導電能力結論結論氯化銨型氯化銨型無水生成和消耗無水生成和消耗低低Zn（NH3）2Cl2，致密而堅硬的沉淀致密而堅硬的沉淀 負離子負離子

21、大大好好小電流間放小電流間放電電氯化鋅型氯化鋅型消耗大量的水消耗大量的水高高ZnCl24 ZnO5 H2O正離子正離子小小不好不好大電流連放、防漏性能好大電流連放、防漏性能好 堿性介質中的鋅錳電池（堿錳電池）的電堿性介質中的鋅錳電池（堿錳電池）的電池反應池反應（）（） Zn KOH MnO 2 ()負極反應：Zn 2OH 2e Zn(OH)2 ZnO H2O正極反應：2MnO2 2H2O 2e 2MnOOH 2OH電池反應：Zn2MnO22H2O 2MnOOH Zn(OH)2或Zn2MnO2H2O 2MnOOH ZnO Zn-MnO2電池的電性能電池的電性能開路電壓開路電壓不同情況下，不同情況

22、下，Zn-MnO2電池的開路電壓在電池的開路電壓在1.51.8V左右。左右。負極負極Zn的穩定電位大約在的穩定電位大約在0.8V左右。左右。正極穩定電位一般在正極穩定電位一般在0.71.0V之間。之間。 工作電壓工作電壓1.1. 極化主要是來自于正極極化主要是來自于正極2.2. 電壓的恢復特性電壓的恢復特性放電時工作電壓下降，而斷電后電池的電壓又逐漸緩慢回升; 恢復特性的原因是由于二氧化錳電極表面的水錳石的轉移所引起的.3.3. 鋅錳電池適合小電流間歇放電鋅錳電池適合小電流間歇放電 儲存性能儲存性能自放電，（自放電，（氣脹，冒漿，綠銅帽)歐姆內阻歐姆內阻合計0.22100炭棒0.0940.9電

23、芯0.0836.4電解液層0.0522.8鋅電極微微項目電阻占總電阻表表2-2 中性鋅錳電池各部分的歐姆電阻中性鋅錳電池各部分的歐姆電阻 容量及其影響因素容量及其影響因素1. 放電制度對容量的影響-一般采用恒阻放電方式2. 錳粉的性質對容量的影響3. 電解液的濃度和純度4. 制造工藝的影響 堿錳電池性能：堿錳電池性能：1、堿錳電池的開路電壓約為堿錳電池的開路電壓約為1.55V，工作電壓約為，工作電壓約為1.25V。2、電池內阻小，在快速放電時能提供足夠的容量，而且電池內阻小，在快速放電時能提供足夠的容量，而且在低溫在低溫(-20)下，其放電容量相當于干電池室溫下的數量。下，其放電容量相當于干電

24、池室溫下的數量。3、放電曲線相當平坦，放電到終止電壓放電曲線相當平坦，放電到終止電壓(0.9V)時，放電量時，放電量明顯高于其他鋅錳電池。明顯高于其他鋅錳電池。3.6 鋅錳電池制作工藝鋅錳電池制作工藝 3.6.1 糊式糊式鋅錳電池鋅錳電池結構結構以鋅筒為負極，天然MnO2和活性炭粉混合物作正極，用NH4Cl（20%） ，ZnCl2（10%）水溶液作電解液，加淀 粉糊使電解液凝固而不流動-第一代鋅錳干電池。隔離層采用漿糊層，所以稱為糊式電池。屬于氯化銨型電池。特點特點A.只適合小電流間放B.成本低 鋅錳干電池的生產工藝流程鋅錳干電池的生產工藝流程其工序較多，但大致可歸結成以下幾個部分：其工序較多

25、，但大致可歸結成以下幾個部分：電芯制備糊化品制備封口單體電池制備質檢電解質的制備炭棒制備 干電池常見問題、原因及措施干電池常見問題、原因及措施一、一、 鋅皮腐蝕和電池的氣脹鋅皮腐蝕和電池的氣脹 引起腐蝕的原因：引起腐蝕的原因：1、局部電池反應引起。、局部電池反應引起。Zn - 2e Zn2+2H+ + 2e H2 2、電池封口不嚴，空氣中的氧氣進入電池引起。、電池封口不嚴，空氣中的氧氣進入電池引起。Zn - 2e Zn2+ O2 + 2H+ + 2e H2O3、鋅皮在機械加工過程中，也可能引起結構不均一，導、鋅皮在機械加工過程中，也可能引起結構不均一，導致形成局部電池，發生腐蝕。致形成局部電池

26、，發生腐蝕。 措施：措施： 1、采用高純度的鋅皮、采用高純度的鋅皮(指含鐵、銅、鎳等有害雜質極指含鐵、銅、鎳等有害雜質極 少少)，并進行汞齊化，以提高其析氫過電位，抑制腐蝕反應的進行。并進行汞齊化，以提高其析氫過電位，抑制腐蝕反應的進行。2、配制電解液時，必須將其中的重金屬雜質，特別是鐵、配制電解液時，必須將其中的重金屬雜質，特別是鐵、銅、鎳等盡可能地除掉，電解液的酸度也應該嚴格控制。并銅、鎳等盡可能地除掉，電解液的酸度也應該嚴格控制。并且，最好在電糊中加入鋅的緩蝕劑，目前生產上是加且，最好在電糊中加入鋅的緩蝕劑，目前生產上是加TX-10緩緩蝕劑。蝕劑。3、封口嚴密，防止空氣進入。、封口嚴密，

27、防止空氣進入。 為了防止電池氣脹，還得采取適當的排氣措施：例如為了防止電池氣脹，還得采取適當的排氣措施：例如 “透透氣炭棒氣炭棒”。二、鋅錳干電池的銅帽腐蝕問題二、鋅錳干電池的銅帽腐蝕問題鋅錳干電池的銅帽腐蝕問題，俗稱鋅錳干電池的銅帽腐蝕問題，俗稱“綠銅帽綠銅帽”。不論在電。不論在電池的貯存或使用過程中均可能出現。銅帽腐蝕引起輸出接觸不池的貯存或使用過程中均可能出現。銅帽腐蝕引起輸出接觸不良，有時甚至爛斷引線，使儀器無法工作。良，有時甚至爛斷引線，使儀器無法工作。 原因：原因：1、銅帽和炭棒之間存在著電解質氯化銨、氯化鋅等，形、銅帽和炭棒之間存在著電解質氯化銨、氯化鋅等，形成了一個腐蝕電池。成

28、了一個腐蝕電池。黃銅黃銅 | ZnCl2、NH4C1 | 空氣中的空氣中的O2(炭棒炭棒)陽極：陽極： Cu + C1- CuCl + e陰極：陰極： O2 + 2H2O + 4e 4OH- (中性或堿性介質中中性或堿性介質中)或或O2 + 4H+ + 4e 2H2O (在酸性介質中在酸性介質中)CuCl在空氣中不穩定，易被氧化：在空氣中不穩定，易被氧化：2CuCl + O2 + H2O Cu(OH)2CuCl2 （綠色）（綠色）2、如果在炭棒頭上沾有正極電芯粉，它和銅帽相接觸，、如果在炭棒頭上沾有正極電芯粉，它和銅帽相接觸， 就形成另一種腐蝕電池：就形成另一種腐蝕電池：黃銅黃銅| NH4C1

29、、ZnCl2 | MnO2(C)這一腐蝕電池的陽極反應與上述的相同，陰極反應為二氧這一腐蝕電池的陽極反應與上述的相同，陰極反應為二氧化錳的還原。化錳的還原。3、銅帽與含有、銅帽與含有CO2的潮濕空氣相接觸，則可能生成堿式的潮濕空氣相接觸，則可能生成堿式碳酸銅碳酸銅(Cu(OH)2CO3)，這一反應也是屬于電化學性質的，所組成，這一反應也是屬于電化學性質的，所組成的腐蝕微電池及其反應可表示如下：的腐蝕微電池及其反應可表示如下：黃黃Cu| H2CO3 | O2(C)陽極：陽極： Cu Cu2+ + 2e陰極：陰極： O2 + 2H+ + 2e H2O銅帽腐蝕產生了銅帽腐蝕產生了 Cu2+ 離子，同

30、時又發生了氧的還離子，同時又發生了氧的還原，使得銅帽上的薄液膜層的原，使得銅帽上的薄液膜層的pH值增大，在值增大，在CO32-離子存在的離子存在的情況下，發生下列的反應生成堿式碳酸銅：情況下，發生下列的反應生成堿式碳酸銅：2Cu2+ + CO32- + 2OH- Cu(OH)2CO34、由于封口瀝青沒有與炭棒緊密粘合，內部的電解液會、由于封口瀝青沒有與炭棒緊密粘合，內部的電解液會逐步地沿縫隙處爬上來達到銅帽上形成前面所說的腐蝕電池而逐步地沿縫隙處爬上來達到銅帽上形成前面所說的腐蝕電池而使它發綠。因此，在生產上，在灌好瀝青封口劑后，還要用煤使它發綠。因此，在生產上，在灌好瀝青封口劑后，還要用煤氣

31、火焰噴燒過，以保證封口嚴密。氣火焰噴燒過，以保證封口嚴密。5、由于透氣炭棒處理的不合要求，電解液仍能沿著炭棒、由于透氣炭棒處理的不合要求，電解液仍能沿著炭棒內的毛細孔滲透到炭棒上，形成腐蝕電池，引起銅帽發綠。內的毛細孔滲透到炭棒上，形成腐蝕電池，引起銅帽發綠。措施：措施：1、保證炭棒頭清潔；、保證炭棒頭清潔；2、封口嚴密；、封口嚴密；3、合格的炭棒。、合格的炭棒。三、三、 出水冒漿問題出水冒漿問題 原因：原因：1、電池在貯存期內因鋅筒爛穿或封口層破裂，電液、電、電池在貯存期內因鋅筒爛穿或封口層破裂，電液、電糊向外滲出。糊向外滲出。2、常在電池用大電流連續放電時發生的。、常在電池用大電流連續放電

32、時發生的。 措施：措施：1、電芯中的乙炔黑具有良好的吸水性，其含量適當提高、電芯中的乙炔黑具有良好的吸水性，其含量適當提高后，也有利于減輕電池的出水冒漿。后，也有利于減輕電池的出水冒漿。2、調粉液采用較高濃度的氯化鋅溶液。、調粉液采用較高濃度的氯化鋅溶液。放電時電糊層兩邊的鋅離子濃度差減小了，使電芯中的水放電時電糊層兩邊的鋅離子濃度差減小了，使電芯中的水分子向外的滲透作用減弱，同時，放電后，雖然電芯的分子向外的滲透作用減弱，同時，放電后，雖然電芯的pH值值升高了，但不會形成氨氣，不產生內壓。升高了，但不會形成氨氣，不產生內壓。3、提高鋅皮的厚度，保證放電完后不發生鋅皮穿孔。、提高鋅皮的厚度，保

33、證放電完后不發生鋅皮穿孔。4、采取措施加固外包裝，保證封口嚴密。、采取措施加固外包裝，保證封口嚴密。 特點：特點：1、將涂有漿糊的紙、將涂有漿糊的紙(或稱漿層紙或稱漿層紙)代替漿糊層，漿層紙薄代替漿糊層，漿層紙薄（約為（約為0.100.20mm），使隔離層厚度減小，正極活性物質的），使隔離層厚度減小，正極活性物質的量增加。因此與糊式電池相比，具有量增加。因此與糊式電池相比，具有較大的容量較大的容量。2、因隔離層減薄，極間距縮小，電池內阻降低，有利于、因隔離層減薄，極間距縮小，電池內阻降低，有利于提提高放電電流高放電電流，延長電池的使用時間。，延長電池的使用時間。3、隔離層含電液量比糊式電池低，

34、為了保證反應的進行，必須、隔離層含電液量比糊式電池低，為了保證反應的進行，必須提高電芯的含水量，乙炔黑具有較好的吸水性，可通過增大乙炔提高電芯的含水量，乙炔黑具有較好的吸水性，可通過增大乙炔黑的含量來增大電池的含水量黑的含量來增大電池的含水量。乙炔黑用量的增加乙炔黑用量的增加，還可以提高還可以提高電池的孔隙率，從而提高二氧化錳的利用率。電池的孔隙率，從而提高二氧化錳的利用率。 3.6.2 紙板電池紙板電池4、生產工序少，不需要大量使用面粉、淀粉，節省糧食。、生產工序少，不需要大量使用面粉、淀粉，節省糧食。組成：組成：1、電解液：、電解液：ZnCl2，NH4Cl。此外，還添加緩蝕劑，以抑制鋅的此

35、外，還添加緩蝕劑，以抑制鋅的腐蝕。以往用面粉或淀粉作糊層或漿層紙的漿料，現已使用改腐蝕。以往用面粉或淀粉作糊層或漿層紙的漿料，現已使用改性淀粉，提高放電性能。性淀粉，提高放電性能。2、負極：鋅含有少量鉛、負極：鋅含有少量鉛(0.3%0.5%)和鎘和鎘(0.2%0.3%)，前者改，前者改善其延展性，后者可提高其強度，并可提高鋅電極上的氫過電善其延展性，后者可提高其強度，并可提高鋅電極上的氫過電位。為減少鋅的腐蝕，常使鋅表面汞齊化，并嚴格控制鎳、鐵、位。為減少鋅的腐蝕，常使鋅表面汞齊化，并嚴格控制鎳、鐵、銅等雜質的含量。銅等雜質的含量。3、正極集流體：炭棒，由石墨和瀝青（酚醛樹酯）制成。、正極集流

36、體：炭棒，由石墨和瀝青（酚醛樹酯）制成。為防止炭棒孔隙率過大，要把炭棒在真空中浸蠟。炭棒的電為防止炭棒孔隙率過大，要把炭棒在真空中浸蠟。炭棒的電阻一般在阻一般在35m之間。之間。4、密封劑：目前所用密封劑主要是瀝青，加入少量石蠟、密封劑：目前所用密封劑主要是瀝青，加入少量石蠟與樹脂，也有塑料封口的。必須保證與樹脂，也有塑料封口的。必須保證6070下保持不變形，下保持不變形，而且有良好的氣密性。而且有良好的氣密性。5、外殼：紙殼、金屬殼、塑料殼三種，但只有生產廉價電、外殼：紙殼、金屬殼、塑料殼三種，但只有生產廉價電池才用紙殼。池才用紙殼。6、結構形式：常用的鋅錳干電池有圓筒式和迭層式兩種。、結構

37、形式：常用的鋅錳干電池有圓筒式和迭層式兩種。紙板電池的制造工藝流程：紙板電池的制造工藝流程： 工藝要求：工藝要求：1、電芯中加入電解錳，對于、電芯中加入電解錳，對于ZnCl2型電池，由于不需要型電池，由于不需要NH4Cl補液，正極中補液，正極中MnO2的充填量增加。的充填量增加。2、電芯入鋅筒后插入炭棒，增加了正極粉量。、電芯入鋅筒后插入炭棒，增加了正極粉量。3、要求電芯含水量高，因為裝配時漿層紙是干的。、要求電芯含水量高，因為裝配時漿層紙是干的。ZnCl2型電池電芯中含水量為型電池電芯中含水量為28-32%， NH4Cl型電池為型電池為18-27%。4、采用不透氣炭棒，防止水分散失和氧氣進入

38、。、采用不透氣炭棒，防止水分散失和氧氣進入。5、嚴格密封，提高防漏性能。、嚴格密封，提高防漏性能。造紙的原則：（造紙的原則：（1）紙質要致密、純）紙質要致密、純凈凈 （2）吸水性強（）吸水性強（3）抗拉力大）抗拉力大作用：吸液保液作用：吸液保液 目前常用的是電纜紙。目前常用的是電纜紙。缺點：吸水性差。缺點：吸水性差。措施：涂上一層高分子材料，如聚乙烯醇（措施：涂上一層高分子材料，如聚乙烯醇（P.V.A)、羧、羧甲基纖維素甲基纖維素(C.M.C)、甲基纖維素（、甲基纖維素（M.C)、海藻膠等。、海藻膠等。 漿層紙：基紙、漿料漿層紙：基紙、漿料改性淀粉、合成糊料改性淀粉、合成糊料糊料、緩蝕劑、添加劑糊料、緩蝕劑、添加劑海藻膠粉甲醛乳成膠糊乳成CMC糊配成海膠糊噴制海膠紙電纜紙電解液干燥浸電解液裁紙海膠紙水.C.M.C 海藻膠紙板的制作：海藻膠紙板的制作：水采用紙板取代漿糊的主要優點是節約了糧食，一個日采用紙板取代漿糊的主要優點是節約了糧食，一個日產產20萬只萬只R20的干電池廠，消耗糧食約的干電池廠，消耗糧食約400Kg，一年就要上，一年就要上百噸。百噸。67 疊層電池組