锌锰电池PPT课件
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• R6P，LR6，3R14，6F22，4F100-4
电池符号和意义
符号 R
S
F
P
C
L
外形
圆筒 形
方柱 扁平 式式
高功 率
高容 量
碱性
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
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
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
• 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
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
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- Mn2＋＋2H2O
2).水锰石在碱性溶液中的转移—固相质子扩散
池”，
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
碱性锌锰电池(Alkaline manganese dioxide)
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)
2.2 MnO2电极
• 2.2.1 电化学行为
• 质子-电子机理 1. MnO2电极 阴极还原的初级过程
MnO2 + H+ + e = MnOOH
• 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
2. MnO2电极 阴极还原的次级过程
• MnOOH转移步骤即二次过程是整个MnO2阴极还原的控 制步骤
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
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Hale Waihona Puke Baidu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）
1. 放电制度 （表3-3， p66） 2. 锰粉质量 3. 锰粉颗粒度 4. 制造工艺各步工艺
2.5.4 储存性能 （自学）
• 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
H2
ZnO 2OH
H
2O
Zn H2O ZnO H2
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：
Zn 2e Zn2
1 2
O2
H
2e
2H2O
Zn
1 2
O2
2H
Zn 2
2H2O
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/2
可编辑
41
• 在碱性溶液中：
Zn
2e
2OH
ZnO
H2O
1 2
O2
2H2O
2e
4OH
1 2
O2
Zn
H2O
ZnO
2OH
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
降低锌电极自放电的措施
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：
Zn+2e Zn2+
2H
+
+2e
H2
Zn+2H+ Zn2+ +H2
• 在碱性溶液中：
Zn 2e 2OH
2H2O
2e
• 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
命名
• 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。
电池符号和意义
符号 R
S
F
P
C
L
外形
圆筒 形
方柱 扁平 式式
高功 率
高容 量
碱性
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
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
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
• 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
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
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- Mn2＋＋2H2O
2).水锰石在碱性溶液中的转移—固相质子扩散
池”，
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
碱性锌锰电池(Alkaline manganese dioxide)
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)
2.2 MnO2电极
• 2.2.1 电化学行为
• 质子-电子机理 1. MnO2电极 阴极还原的初级过程
MnO2 + H+ + e = MnOOH
• 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
2. MnO2电极 阴极还原的次级过程
• MnOOH转移步骤即二次过程是整个MnO2阴极还原的控 制步骤
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
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Hale Waihona Puke Baidu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）
1. 放电制度 （表3-3， p66） 2. 锰粉质量 3. 锰粉颗粒度 4. 制造工艺各步工艺
2.5.4 储存性能 （自学）
• 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
H2
ZnO 2OH
H
2O
Zn H2O ZnO H2
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：
Zn 2e Zn2
1 2
O2
H
2e
2H2O
Zn
1 2
O2
2H
Zn 2
2H2O
SUCCESS
THANK YOU
2019/7/2
可编辑
41
• 在碱性溶液中：
Zn
2e
2OH
ZnO
H2O
1 2
O2
2H2O
2e
4OH
1 2
O2
Zn
H2O
ZnO
2OH
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
降低锌电极自放电的措施
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：
Zn+2e Zn2+
2H
+
+2e
H2
Zn+2H+ Zn2+ +H2
• 在碱性溶液中：
Zn 2e 2OH
2H2O
2e
• 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
命名
• 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。