化學(xué)電源ppt課件(2)(編輯修改稿)
2025-02-13 16:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 次級過程： MnOOH → Mn(OH)2 （不可逆） ?如果電池放電深度停留在第一步的初級過程，則電池具有 可逆性 ， 即電池可進行 充放電循環(huán) 。 即： MnO2 → MnOOH ? MnO2 （可逆） MnOOH→ Mn(OH)2 → MnOOH （不可逆） 堿性鋅錳電池 根據(jù)第一步反應(yīng)： MnO2 + H2O + e → MnOOH + OH 由 Nernst方程，可知其電極電位： 根據(jù)第二步反應(yīng)： MnOOH + H2O + e → Mn(OH)2 + OH 由于第二步反應(yīng)不可逆 ， 因此可充堿性鋅錳電池一定要限制其放電深度 ， 一般放電深度控制在 35%以內(nèi)時可逆性較好 。 22()()l n l nM n O s H OM n O O H s OHaaR T R TF a F a????? ? ?堿性鋅錳電池 ?一般情況下 ， 放電深度越深 ， 電池循環(huán)性能越差 ，壽命越短；反之 ， 放電深度越淺 ， 電池的循環(huán)性能越好 ， 壽命越長 。 ?MnO2電極的 5個影響因素： MnO2晶型 ， 電解液KOH濃度 （ pH值 ） ， 摻雜 /雜質(zhì)情況 ， 充放電制度 ， MnO2電極形成的壓力等 。 ?嚴格執(zhí)行充放電制度 是延長可充堿性鋅錳電池壽命的基本保證 。 嚴格限制過充電和過放電 ， 避免次級過程 /反應(yīng)發(fā)生 。 鋅錳電池 ?可充堿性鋅錳電池的開路電壓 （ Vo） 為 ，工作電壓 （ Vc） 為 ， 放電終止電壓 （ Ve）為 ~， 充電終止電壓為 ~。 ?在上述條件下 ， 電池的充放電循環(huán)壽命較長 ， 自放電率較低 ， 貯存性能也較好 。 ?充電是放電的逆過程 ， 充電反應(yīng)是放電反應(yīng)的逆反應(yīng) 。 鋅錳電池 ?無汞鋅錳電池： 無汞鋅錳電池就是鋅錳電池的無汞化 。 由于 Hg 具有“ 緩蝕劑 ” 和提高析氫過電位的作用 ， 從而降低負極鋅的腐蝕 。 無汞化勢必影響鋅錳電池的性能 ， 因此 ，工業(yè)上采用了無污染或污染很小的替代 “ 緩蝕劑 ” 。 ?目前使用較多的替代 “ 緩蝕劑 ” 主要有：銦 (In)和錫 (Sn)。 此外還有鉍 (Bi)、 鉛 (Pb)和鋁 (Al)等 。 ?不同添加元素的作用并不相同 ， 下表列出了幾種 “ 緩蝕劑 ” 的作用 。 鋅錳電池 In 抑制氫氣產(chǎn)生，降低鋅粒表面接觸電阻。 Sn 增大析氫過電位，抑制氫氣析出。 Bi 加入量必須適當。放電時，鋅粉的析氣量隨 Bi量的增加而減小；但過放電時，鋅粉的析氣量隨 Bi量的增加而增大。 Pb 增大析氫過電位，抑制氫氣析出。 Al 降低鋅粉析氫活性，增強緩蝕效果。 Fe,Co,Ni,Cu,Pt, Pd 析氫過電位較小的元素，屬于有害元素，在電池中需要嚴格限制其含量。 鋅錳電池 ?電池用二氧化錳：二氧化錳有很多種： （ 1）硬錳礦 (?MnO2) （ 2）軟錳礦 (?MnO2) （ 3）斜方錳礦 (?MnO2) （ 4）水錳礦 (?MnOOH) （ 5）菱錳礦 (MnCO3) ?根據(jù)不同來源， MnO2可分為： 天然 MnO2 (NMD) ；化學(xué) MnO2 (CMD) ；電解MnO2 (EMD) 。 ?活性物質(zhì)常用 ?MnO2和 ?MnO2。 鋅錳電池 ?鋅錳電池材料和鋅錳電池的制造工藝 正極： 常用高純度的電解 MnO2 （ ?MnO2 ） ； 可充堿性鋅錳電池多用高純度的 ? MnO2 ； 負極： 常用高純度的鋅粉 ， 對鐵含量有嚴格限制 。 堿性鋅錳電池的負極常用汞齊化鋅粉或合金鋅粉 。 電解質(zhì)溶液： 35%～ 40%的 KOH 溶液 。 制造工藝： 電極制作多采用 卷繞式 和 疊片式 。 鋅錳電池 ?鋅錳電池的主要性能 包括：電動勢 、 開路電壓 、 工作電壓 ， 電池內(nèi)阻 、放電容量和貯存性能等 。 （ 1） 電動勢： 根據(jù) MnO2晶型和質(zhì)量不同 ， 一般在~ 。 （ 2） 開路電壓： ~ （ 3） 工作電壓： ~ （ 4） 電池內(nèi)阻： 不大于 1 Ω （ 5） 放電容量： 與放電制度有關(guān) ， 一般比能量不小于 55Wh/kg。 （ 6） 貯存性能： 普通鋅錳電池 1~3年 。 堿性鋅錳電池達 5~8年 。
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