干电池原理简介

干电池原理简介我们知道，物质发生化学反应时，常伴有化学能与热能，光能等的相互转化。于是，人们应用化学能转变成电能而制成了原电池。像这种把化学能转化为电能的装置叫做原电池。在原电池中，电子流出的一极是负极，电极被氧化。电子流入的一极是正极，离子在正极上被还原。现在以铜—锌原电池的反应原理来说明如下：锌片：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）铜片：2H++2e-=H2↑（还原反应）总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑通过以上反应，我们可以简单的总结出以下几点：1：装置特点：将化学能转化为电能2：形成条件：（1）要有两种不同的金属（或一种为能导电的非金属），如：铜—锌，锌—锰等；（2）与电解质溶液接触；（3）必须形成闭合电路。3：工作原理示意图（以铜—锌原电池为例，电解质是稀硫酸），如下：H2以上我们介绍了原电池的反应原理，当今的电池工业己能制造出各种各样的实用电池，广泛用于日常生活。如干电池，铅蓄电池等。下面，简单介绍一种比较常见的电池——干电池。手电筒中的干电池一般是普通的锌—锰干电池，它的结构和反应原理如下：锌—锰电池内的主要反应：负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（碳棒）：2MnO2+2NH4++2e-=Mn2O3+2NH3+H20总反应：Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2++Mn2O3+2NH3+H2干电池的外壳是金属锌，作负极，中心碳棒（石墨）是正极，碳律周围由一层纸质包裹的黑色物质，这是石墨粉和二氧化锰的混合物，纸质和锌壳之间填满了糊状白色电解液，其成分是氯化铵、氯化锌和淀粉糊。干电池放电主要是通过锌筒上失去电子，而被氧化成Zn2+而进入电解质溶液中，电解质溶液中的NH4+获得电子被还原成NH3，从而使灯泡在电子转移的过程中获得电能而发光。（指导教师：秦洪强）Ae-↑Zn↓e-Cu°°°°°°°°°°°°°°干电池的外壳是一个用锌做成的筒,里面装着化学药品,锌筒中央立着一根碳棒,碳棒顶端固定着一个铜帽。干电池内由于发生化学变化,碳棒上聚集了许多正电荷,锌筒表面上聚集了许多负电荷。碳棒和锌筒叫做干电池的电极,聚集正电荷的碳棒叫正极,聚集负电荷的锌筒叫负极。干电池外壳上符号+、-分别表示电池的正极和负极。[解题过程]当用导线把小灯泡连接到电池的两极之间时,小灯泡亮了,表明电路里有了电流。电路里的自由电荷所以能发生定向移动形成电流,是因为电源的正极有多余的正电荷,电源的负极有多余的负电荷,从而在电路上产生了电压。电源的作用跟抽水机相似,它不断使正电荷聚集在正极上,负电荷聚集在负极上,保持两极间有一定的电压,使连接导体中不断有电流通过。镁锰干电池和锌锰干电池的原理是一样的，镁筒作为负极，正极材料是由二氧化锰粉、氯化铵及碳黑组成的一个混合糊状物。正极材料中间插入一根碳棒，作为引出电流的导体。在正极和负极之间有一层增强的隔离纸，该纸浸透了含有氯化铵和氯化镁的电解质溶液，金属镁的上部被密封。锌锰干电池的保存相当重要，若放置于高温潮湿的环境中，会使得阳极的锌产生腐蚀而进一步的造成严重的自放电情形。此外，锌锰干电池的密封良好度也相当重要；倘若密封情形不佳，电解液中的水分将会挥发掉，使得电池无法放电，另一方面也可能因为氧的进入电池而造成自放电率加剧。当前市场上常见电池分为一次电池和两次电池，本文的研究对象是常用的圆筒型电池。一、一次电池市场上销售的一次性电池主要有普通干电池和碱性锌锰电池。1、干电池：是使用最普遍的电池类型之一，一般我们常用的干电池又称为锌锰电池。锌锰电池因隔离物的区别可分为糊式锌锰电池（农村常用的手电筒的电池即此类）和纸板锌锰电池。其中纸板锌锰电池因配方组成的差异引起电性能的不同，又分为碳锌电池(Carbon-Zinc)和氯化锌电池(Zinc-Chloride)。碳锌电池（HeavyDutyBattery），即Ｃ型纸板电池，也称为高容量电池。氯化锌电池(Zinc-Chloride)，即Ｐ型纸板电池（氯化锌电池），又称为高功率电池。我司客户即此类电池厂家。C型的电力容量较P型电池低约20%，一般随货赠送的电池多为此类电池，干电池的包装分为纸壳（C型常用）,PVC,铁壳及铅皮等四类包装。2、碱锰电池AlkalineBattery亦称为碱锰干电池，适用于需放电量大及长时间使用。电池内阻较低，因此产生之电流较一般锌锰电池为大，而环保型含汞量只有0.025%，无须回收。迄今为止，碱锰电池是最成功的高容量电池，也是目前最具性能价格比的电池之一，它的放电容量达到了普通干电池的5-7倍，存储寿命也超过了普通电池的两倍。碱锰电池也因为它完美的放电曲线倍受青睐，特别适用于需要持续大电流放电的场合，如相机，电动玩具，BP机，WALKMAN，电动剔须刀等。由于碱锰电池的放电容量为干电池的四倍以上，而价格却不到干电池的3倍，因此从性价比上要优于干电池。除了少数用途如遥控器、电子钟以外，碱锰电池的替代将不可逆转。在国外（主要是日、美）厂商垄断市场时，LR6（五号碱锰电池）价格一度达到8元以上，而现在南孚等厂家的售价不到两元。随着国内厂家产能的继续扩张（2002年主要厂家均在扩大产能），价格大战不可避免，这将继续挤压P型电池在国内外市场的生存空间。