干电池工作原理
干电池处于化学电源中的原电池,是一种一次性电池,一碳棒为正极,锌筒为负极,把化学能转变为电能供给外电路。在化学反应中由于锌比锰活泼,锌失去电子被氧化,锰得到电子被还原。
干电池是一种伏打电池,利用某种吸收剂使内含物成为不会外溢的不会流动的糊状物,所以叫做干电池,这是相关于具有可流动电解质的电池说的。干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等,而且也适用于特种、科研、电信、航海、特种、医学等国民经济中的各个领域,十分好用。
干电池电压分类
随着科学技术的发展,干电池已经发展成为一个大的家族,到目前为止已经约有100多种。干电池的电压单位用V(伏特)表示,在不同的状态下,一节干电池的电压值是不同的,而标称电压是一节干电池电压的核心参数。
实用中的干电池有碳性电池和碱性电池之分,虽然反应机理不相同,但在它们当中,一节锂离子电池的电压是相同的。标称电压又称额定电压,干电池的电压值是干电池差别于其他电池的根本标志之一。一节干电池的标称电压是1.5V,它指的是,电池正极材料发生化学反应造成的电位差,在这个意义上,人们以一节干电池的电压为基准,把干电池称为1.5V电池。
然而,一节干电池的电压并不总是处在1.5V,否则,一节干电池就可以用之不竭了。事实上,在干电池的工作过程中,电池的电压依次经历了开路电压、工作电压、终止电压阶段。
一节干电池的电压表现出不同状态的数值,碳性电池和碱性电池电压还因为材质不同而表现各异。同样是一节干电池的电压,碱性电池就比碳性电池稳定许多,在实用中的表现就是碱性电池使用时间更长,而且稳定许多。
1.普通电池
普通电池就是锌锰电池,每个电池的电压为1.5V。普通电池的种类重要有三种:①普通模式,标志型号为卫6或R6S;②高容量电池,标志型号为R6C;③氯化锌高功率式,标志型号为R6P。R6P的优点为容量大,接近碱性电池。有小分组AM3/UM3是碱性和碳性的叫法、
2.碱性电池
碱性电池标志型号为LR6,单只电池电压为1.5V。其特点是容量大,一般为普通电池的2~6倍,而且可以大电流放电。适用于收录机、闪光灯等要大电流的电器装置中。
3.充电电池
单只电池电压为1.1或1.2V。电池上标有NICKEL-CADMlIUM的镍镉电池,标有NICKELMETALHYDRIDE(或NI-MH)的为镍氢电池。充电电池充放电循环可达500~1500次,可大电流放电,放电瞬间内阻变化不大,至放电末期内阻才急剧新增。其中镍氢电池没有记忆性,而且目前容量最大可达2700mAh,因此比镍镉电池更优秀,其经济性和优良的环保性能等特点,必将逐步替代碱性电池、镍镉电池。
干电池的种类大约有100多种,常见的有普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、镁锰干电池、锂金属电池、锌氧化汞电池、锌氧化银电池、锂锰电池等。
锌锰电池:这是最传统的干电池,正极为石墨棒,负极为金属锌圆筒,电解质为糊状氯化铵之类物质。这种电池价格最低,电容量也低,不适合大电流放电,还容易漏液。注意定期检查有无异常,如发现鼓胀就不宜再用。
碱性锌锰电池:结构较特别,中心用一根锌棒作为负极,外壳锌材是正极碱性电池比较重,由于碱性电池的大电流、大容量特性,使其为目前通用型一次性电池中最好的品种。
锂金属电池:能量重量特别大,保存性极好。虽然锂的活动性很强,但由于锂金属电池采用自淬火电化学系统,正常使用时非常安全。由于锂金属电池大容量大电流的特点,现已被越来越多的便携式设备采用。
氧化银电池:正极为锌材,电解质有氢氧话钠和氢氧化钾两种,电流微弱,扣式电池密封性可靠,不漏液。但材质的密封处也会生锈,使用时要注意。电解质的电池内阻小,适用于小电流设备。