常見(jiàn)的 5 號(hào)干電池通常為碳鋅電池、堿性電池,以往的認(rèn)知中,對(duì)于電池漏液的現(xiàn)象,最常見(jiàn)于家里的遙控器、收音機(jī)、手電筒等,電池放了一年半載之后,取出電池時(shí)才發(fā)現(xiàn)電池滲出了液體,變得黏黏的。對(duì)于一塊錢(qián)可以用一年的電池,我們通常直接將電池更換。對(duì)于種類(lèi)繁多的電池,除了鋰鐵電池、鎳鎘電池,基本上都會(huì)有漏液的特性存在。
“原電池”的工作原理反應(yīng)了電池的化學(xué)反應(yīng),即:Zn 失去電子產(chǎn)生氧化反應(yīng),H+得到電池產(chǎn)生還原反應(yīng)。
基于原電池的原理,我們用各種活性材料創(chuàng)造這種氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。以碳鋅電池、堿性電池為例,這兩款電池使用的活性材料為鋅(陽(yáng)極)和二氧化錳(陰極),但碳鋅電池使用的電解質(zhì)是氯化銨和氯化鋅,同時(shí)將碳棒添加到陰極以增加電導(dǎo)率;堿性電池使用的活性材料為鋅和二氧化錳,電解質(zhì)是氫氧化鉀。
在大部分的描述中,電池中的化學(xué)反應(yīng)有幾道公式進(jìn)行闡述,但實(shí)際中細(xì)微的化學(xué)反應(yīng)遠(yuǎn)比幾道公式要復(fù)雜的多。
碳鋅電池,其內(nèi)部的離子反應(yīng)是:
陽(yáng)極:Zn → Zn 2+ + 2e –
陰極:2 NH 4 + + 2 MnO 2 + 2e – → Mn 2 O 3 + H 2 O + 2 NH 3,其中:2 NH 4+ + 2e – →2 NH 3 + H 2
堿性電池,其內(nèi)部的離子反應(yīng)是:
陽(yáng)極:Zn + 2OH – →Zn(OH)2 + 2e –
Zn(OH)2 + 2OH – →[Zn(OH)4 ] 2–
陰極:2MnO 2 + H 2 O + 2e – →Mn 2 O 3 + 2OH –
電池漏液根因
在結(jié)構(gòu)工藝因素上:
碳性電池的外殼鋅皮作為負(fù)極參加反應(yīng)在電池快用完時(shí)就會(huì)變薄,特別是 0.9V 以下還繼續(xù)使用的話(huà)更會(huì)產(chǎn)生干電池漏液危險(xiǎn),其流出液體為氯化鋅和氯化胺;堿性干電池的外殼時(shí)獨(dú)立材料,不參與化學(xué)反應(yīng),其相比碳性電池而言漏液幾率較低,但是也會(huì)存在密封膠老化或者使用不當(dāng)?shù)惹闆r導(dǎo)致?lián)p壞漏液,其流出液體為強(qiáng)腐蝕性的氫氧化鉀。
碳鋅電池 VS 堿性電池
在應(yīng)用因素上:
在離子的各種反應(yīng)中,H+會(huì)獲得電子,形成 H2,由此當(dāng)電池過(guò)度放電時(shí),電池內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)氣體,當(dāng)氣體太多的時(shí)候會(huì)從電池的泄壓閥泄出,由此造成漏液?jiǎn)栴}。如下視頻中,電池由于內(nèi)部反應(yīng)過(guò)于劇烈,氣體將泄壓閥撐開(kāi),導(dǎo)致液體漏出
電池漏液如何判定
1.對(duì)于堿性電池,由于漏出來(lái)的液體為強(qiáng)堿性質(zhì),因此可以使用 PH 試紙進(jìn)行對(duì)比判定;
2.使用 X-Ray 查看電池內(nèi)部結(jié)構(gòu),當(dāng)電池過(guò)度放電或者被反向充電時(shí),其反應(yīng)后形成的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與正常使用的電池會(huì)有不同,X-Ray 可以將其中的異物分析出來(lái),包括結(jié)構(gòu)上的裂縫、孔洞等;
電池耐漏性能、安全性
對(duì)于電池的耐漏性能,可以使用過(guò)放電測(cè)試、恒溫恒濕測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證
對(duì)于可靠性,可使用自由跌落、外部短路測(cè)試進(jìn)行驗(yàn)證
審核編輯黃昊宇
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干電池
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