碱性锌锰电池的过去、现在和未来

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1、中国国际电池孝术交流会论文集碱性锌锰电池的过去、现在和未来夏熙(新疆大学应用化学研究所，新疆乌鲁木齐830046)摘要：叙述了碱性锌锰电池发展的历程：初创、化。近来则集中在提高电池的高倍卒放电性能，碱锰电池未采发展的方向。防止漏液和改进工艺、逐步降汞到圆柱型电池无汞以满足新型电子设备的高功率要求，并简略地指出关徒词：碱性锌锰电池；发展历程；无汞化；性能；高倍率放电；发展方向AlkalineZn—Mn02batteries：past，todayandfutureXlAⅪfInstituteofAppliedChemi

2、stry,XinjiangUniversity,UrumqiXinjiang830046，China)Abstract：ThepastdevelopmenthistoryofalkalineZn—Mn02batteries：newlyestablished，technicalimprovements，thegradualreductionoftheamountofmercuryintheanodeandthedevelopmentofthecylindricalcellscontainingnoaddedmercu

3、ry，werediscussed．Morerecently,thedevelopmentisfocused011enhancingtheperformanceofthebatteriesathighdischargeratetomeetthehighdemandofthenewelectricequipments．AndthefuturedevelopmenttrendsofthealkalineZn—Mn02batterieswerebrieflypointedOUt．Keywords：alkalineZn—Mn

4、02battery；developmenthistory；mercury—free；performance；hJghdischargerate；developmenttrend作者倚介：夏熙(193I．)，男．湖南省人。教授。Biography：XIAXi(1931-)．male，professor．^．83中国国际电池学术交流会论文集1引言Leclanch／!的锌，锰湿电池发展到现在的干电池，经历了一百多年漫长的演变。锌筒取代了锌棒，乙炔黑取代了焦炭，氯化铵水溶液由淀粉作胶凝剂形成了糊式隔膜干电池；到了20世纪6

5、0年代，又用薄浆层纸取代糊式隔离层，厚度由原来的2．0"-'3．5mm减至0．15ram左右，从而有了较大比能量的纸板电池。进而在70年代，又用ZnCl。电解液取代NH。C1(少量ZnClz)电解液，使纸板电池有了较好的比功率。我们把前者称为ZnCl：型(或简称为锌型)电池，后者称之为NH。cl型(或简称为铵型)电池；或者把锌型电池称之为P型电池，而把铵型电池称之为C型。到了20世纪70年代末期，由于电解液中的缓蚀剂HgClz有剧毒，既损害健康，又影响环境安全，因而大规模地用其他无机物(如Biz0。)或其他有机缓蚀

6、剂取代汞化合物，完成了干电池的无汞化。这种发展都是由于电子工业开辟了新的应用领域而要求干电池不断满足其需要而发展的。而锌锰干电池之所以成为当时主要而有效的电源，是因为锌锰干电池是一种能量密度还算好、而放电电流密度又能适应当时电器的需要、未使用状态的电池贮存寿命还算长的一种电化学电源系列，而且原材料易得，成本又低廉，生产过程又易于实现机械化，从而在市场上统治了上百年的辉煌。到了20世纪60年代，电子工业发展神速，新的产品不断涌现，人们的生活质量水平的改善，对电子器件的要求也越来越高。显然，锌锰干电池在某些新产品面前显

7、得性能不能满足其需要，因而各种原电池系列特别是一次锂电池系列不断涌现，但由于工艺进展较慢，价格昂贵，应运而生的是锌锰干电池的孪生物——碱性锌锰电池在发达国家(特别是美国)得到了蓬勃的发展。尽管如此，至2002年，锌锰干电池仍然在世界原电池市场上占着很大的份额，如表l所示。表12002年锌锰千电池在市场上的份额Tab．1MarketshareofZn—Mn02batteryin2002区域原电池总值／亿美元锌锰干电池总值／亿美元占全球／％美、加44．O3．06．8拉美141064．3西欧39920．8东欧281032

8、．1亚太864045．3由表l可以看出，发达国家(如美国、加拿大以及西欧)的市场，锌锰干电池的份额已经很小了，而在发展中国家(拉丁美洲、非洲和亚洲的多数国家)，使用锌锰干电池的份额仍然是很高。这表明人民生活水平存在的差异；另一方面，锌锰干电池的原材料杂质含量高，是当今比能量最低的电池系列，废电池会带来环境污染的负担。另外，从可持续发展的战略国策看，对天然资源