鋅碳電池

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锌碳电池，又称锌碳干电池，外壳由锌构成。既可以作为电池的容器，又可以作为电池的负极。锌碳电池是从液体Leclanché电池发展而来。“超级”电池或“高能”电池则是指氯化锌电池，是一般使用的廉价电池的一种改良版。电池的正极主要是由粉末状的二氧化锰和碳构成。电解液是把氯化锌和氯化铵溶于水中所形成的糊状溶液。锌碳电池是最便宜的原电池，因此成为很多厂商的首选，因为这些厂商所销售的设备中常常需要配送电池。锌碳电池可以用于远程遥控、闪光灯、玩具或晶体管收音机等功率不大的设备。

目录 1 原电池 2 化学反应 3 泄露 4 氯化锌电池 5 参见 6 参考资料

[编辑] 原电池

一个锌碳干电池是一个原电池，因为一旦电池放电完毕，不能够被再次充电而只能被丢弃。“电池翻新”曾经也出现在市场上，能够通过对电池加上一个反向电流来恢复已经部分放电的电池电量。但这些设备往往只能暂时的充电而且容易导致电池泄露以及爆炸。[1]与其它种类电池相比，锌碳电池更容易泄露，因为锌同时作为放电时被消耗的负极和电池容器。第一个锌碳电池是于1834年在克罗伊登发明的。

[编辑] 化学反应

锌碳电池的容器是一个锌罐。里面有一层由NH₄Cl和ZnCl₂所构成的糊状液体，这个糊状液体通过一个纸层与粉末状的碳和二氧化锰隔开。这些粉末填充在一个碳棒的周围。

在这个干电池里，最外层的锌是电池的负极。在半反应中，锌被氧化，如下式所示：

Zn(s) → Zn²⁺(aq) + 2 e^-

一个由粉末状碳和二氧化锰所围绕的石墨棒作为正极。其中，二氧化锰和碳粉混合是为了增加正极的导电性。阴极反应如下图所示：

2MnO₂(s) + 2 H⁺(aq) + 2 e^- → Mn₂O₃(s) + H₂O(l)

H⁺来自于NH₄⁺(aq):

NH₄⁺(aq) → H⁺(aq) + NH₃(aq)

产生的NH₃可以与Zn²⁺结合。

在整个半反应中，锰的氧化态由+4被还原到了+3。

尽管很多副反应也可能发生，但锌碳电池的总反应还是可以由下式表示：

Zn(s) + 2 MnO₂(s) + 2 NH₄⁺(aq) → Mn₂O₃(s) + Zn(NH₃)₂²⁺(aq)

锌碳电池的电动势大约是1.5V。电动势的不确定是由于阴极反应十分复杂，相比来说，阳极反应（锌端）则有一个已知的电势。副反应及活性反应物的消耗直接导致电池的内阻增加，电池电动式降低。

[编辑] 泄露

当一个锌碳电池使用一段时间以后，由于金属锌被氧化成为锌离子，锌外壳会逐渐变薄。因此，氯化锌溶液常常可以从电池中泄露出来。泄露出来的氯化锌往往会使电池表面变粘。一些老的电池没有泄露保护。一个锌碳电池的使用寿命比较短，保存期一般为一年半。

另外，就算电池没有使用，锌外壳也会慢慢的变薄。这是因为电池内的氯化氨有弱酸性，可以与锌反应。

[编辑] 氯化锌电池

高能氯化锌电池是简单锌碳电池的一个改良版，用来提供更长的使用寿命以及更稳定的电压输出。与普通锌碳电池相比，氯化锌电池的电解液不含氯化铵，由纯的氯化锌糊状液体构成。因次，阴极反应也有一些不同：

MnO₂(s) + H₂O(l) + e^- → MnO(OH)(s) + OH^-(aq)

总反应如下：

Zn(s) + 2 MnO₂(s) + ZnCl₂(aq) + 2 H₂O(l) → 2 MnO(OH)(s) + 2 Zn(OH)Cl(aq)

[编辑] 参见

• 原电池
• 闪光灯电池

[编辑] 参考资料

1. Eveready：锌碳电池使用作明书
2. Rayovac：碱性与高能电池使用说明书
3. Power Stream电池化学常见问题与解答
4. 电池组成