化学电源工艺学第2章.ppt

《化学电源工艺学第2章.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、TypesAndCharacteristicsOfPrimaryBatteriesPrimarybatteries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2.1Zn-MnO2电池的分类分类1按电液分：中性、微酸性和碱性；2按外形：中性锌-锰电池分为筒式、迭层式、薄形碱性锌-锰电池分为筒式、扣式、扁平式符号RSFPCL外形圆筒形方柱式扁平式高功率高容量碱性电池符号和意义20世纪60年代建立了国际电工委员会（InternationalElectrotechnicalCommision,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

2、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。R6P，LR6，3R14，6F22，4F100-4命名电池的结构和电池反应传统的勒克朗谢电池（-）Zn

3、NH4Cl,ZnCl2

4、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-锰电池”，也称干电池，性能较差。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(Al

5、kalinemanganesedioxide)碱性锌锰电池(Alkalinemanganesedioxide)2.2.1电化学行为质子-电子机理MnO2电极阴极还原的初级过程MnO2+H++e=MnOOH2.2MnO2电极第一，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的转移步骤称为MnO2阴极还原的二次过程或次

6、级过程1）.歧化反应2MnOOH+2H+MnO2+Mn2＋+2H2O2）.固相质子扩散3、二氧化锰阴极还原的控制步骤MnOOH转移步骤即二次过程是整个MnO2阴极还原的控制步骤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＋＋2H2O2.水锰石在碱性溶液中的转移—固相质子扩散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

7、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情况P42图2.32.2.2溶液中组分对MnO2电化学性行为的影响MnO2电极pH值NH4+Zn2+2.2.3MnO2晶型与性能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Zn2＋离开电极表面受到一定的阻碍所造成的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：在碱性溶液中：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：在碱性溶液中：3.电解液中的杂质所引起的锌

8、电极的自放电影响锌电极自放电的因素1.锌的纯度与表面均匀性的影响2.pH值3.NH4Cl浓度ZnCl2浓度4.温度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.严格密封降低锌电极自放电的措施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。具有电压恢复特性2.5.2电池的内阻(p59table2-5)2.5.3容量及其影响因素（自学）放电制度锰粉质量锰粉颗粒度制造工艺各步工艺2.5.4储存性能（自学）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

9、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NH4ClZnCl2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六、