干電池原理及結(jié)構(gòu)

    1. 什么叫干電池
[Dry Cell] 一種伏打電池,利用某種吸收劑(如木屑或明膠)使內(nèi)含物成為不會外溢的糊狀。常用作手電筒照明、收音機(jī)等的電源
干電池屬于化學(xué)電源中的原電池，是一種一次性電池。因?yàn)檫@種化學(xué)電源裝置其電解質(zhì)是一種不能流動的糊狀物，所以叫做干電池，這是相對于具有可流動電解質(zhì)的電池說的。干電池不僅適用于手電筒、半導(dǎo)體收音機(jī)、收錄機(jī)、照相機(jī)、電子鐘、玩具等，而且也適用于國防、科研、電信、航海、航空、醫(yī)學(xué)等國民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)領(lǐng)域,十分好用。
　　2.種類
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，干電池已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)大的家族，到目前為止已經(jīng)約有100多種。常見的有普通鋅-錳干電池、堿性鋅-錳干電池、鎂-錳干電池、鋅-空氣電池、鋅-氧化汞電池、鋅-氧化銀電池、鋰-錳電池等。
對于使用最多的鋅-錳干電池來說，由于結(jié)構(gòu)的不同又可分：糊式鋅-錳干電也、紙板式鋅-錳干電池、薄膜式鋅-錳干電池、氯化鋅鋅-錳干電池、堿性鋅-錳干電池、四極并聯(lián)鋅-錳干電池、迭層式鋅-錳干電池等。 
3.鋅-錳干電池的結(jié)構(gòu)與原理
鋅錳干電池是日常生活中常用的干電池。
正極材料：MnO2、石墨棒
負(fù)極材料：鋅片
電解質(zhì)：NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊狀物
電池符號可表示為
（－） Zn｜ZnCl2、NH4Cl（糊狀）‖MnO2｜C（石墨） （＋）
負(fù)極：Zn＝Zn2＋＋2e
正極：2MnO2＋2NH4＋＋2e＝Mn2O3＋2NH3＋H2O
總反應(yīng)：Zn＋2MnO2＋2NH4＋＝ Zn2＋＋Mn2O3＋2NH3＋H2O
鋅錳干電池的電動勢為1.5V。因產(chǎn)生的NH3氣被石墨吸附，引起電動勢下降較快。如果用高導(dǎo)電的糊狀KOH代替NH4Cl，正極材料改用鋼筒，MnO2層緊靠鋼筒，就構(gòu)成堿性鋅錳干電池，由于電池反應(yīng)沒有氣體產(chǎn)生，內(nèi)電阻較低，電動勢為1.5V，比較穩(wěn)定。 
干電池屬于化學(xué)電源中的原電池，是一種一次性電池，它以二氧化錳為正極，以鋅筒為負(fù)極，把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芄┙o外電路。在化學(xué)反應(yīng)中由于鋅比錳活潑，鋅失去電子被氧化，錳得到電子被還原。
　干電池的使用與選購
普通鋅錳電池也稱碳性電池。這是市場上最常見，最便宜的一種。根據(jù)采用的材料，制 造工藝不同區(qū)分為普通型和“高能電池”（或稱高性能電池）如國產(chǎn)555，777，武漢 的“火花”“火鳥”“大公”， 美國永備公司所產(chǎn)的“紅貓”牌，以及日本的“紅東芝 ”“金東芝”等均屬此類。價(jià)格低廉是這類電池的優(yōu)點(diǎn)，但缺點(diǎn)也是明顯的：電容量低 ，不適合需要大電流和較長期連續(xù)工作的場合，
另外原材料浪費(fèi)很大。因此，國外已逐步減少該種電池的生產(chǎn)，如有名的超霸電池 生產(chǎn)公司—GPI集團(tuán)今年就停止了普通鋅錳電池的生產(chǎn)，而全力制造堿性電池和充電電池 。 普通鋅錳電池雖然價(jià)格低廉，但從使用的經(jīng)濟(jì)性說趕不上充電電池，從使用的方便性 和每小時(shí)使用價(jià)格來說又比不過堿性電池，同時(shí)低檔的普通鋅錳電池還會漏液損壞電器 ，因此在國際上認(rèn)為普通鋅錳電池是過時(shí)的產(chǎn)品，有些廠已經(jīng)停止了這種電池的生產(chǎn)， 無論進(jìn)口和國產(chǎn)的產(chǎn)品都沒有太大的使用價(jià)值，特別是進(jìn)口普通鋅錳電池更不劃算，是 所有電池中性價(jià)比最低的。一個(gè)號稱“高容量”的五號電池銷售價(jià)一般是1.5元～2.5元 ，還不如買容量比它多5～7倍的國產(chǎn)堿性電池。