鋅錳電池
簡介
以下是鹼性鋅錳乾電池的反應。
正極為陰極反應:
MnO2+H2O+e→MnOOH+OH
MnOOH在鹼性溶液中有一定的溶解度
MnOOH+H2O+OH→Mn(OH)4
Mn(OH)4+e→Mn(OH)4
負極為陽極反應:
Zn+2OH→Zn(OH)2+2e
Zn(OH)2+2OH→Zn(OH)4
總的電池反應為:
Zn+MnO2+2H2O+4OH→Mn(OH)4+Zn(OH)4
酸性鋅錳乾電池反應:
負極為鋅，被氧化為二價鋅離子:
Zn-2e=Zn
正極為碳棒，銨根被還原
2NH4+2e=2NH3↑+ H2 ↑
產生的氨氣和氫氣分別被Zn2+和MnO2吸收
4NH3+Zn=Zn(NH3)4，H2+2MnO2=2MnOOH
總的電池反應為:
4MnO2+2Zn+4NH4 =4MnOOH+Zn(NH3)4+Zn。
評價
①二氧化錳:俗稱錳粉。是正極的活性物質，直接參加電化學反應，是決定電池電荷量的主要材料。根據其製備方法可以分為天然二氧化錳、化學二氧化錳和電解二氧化錳。其中電解二氧化錳的電化學活性最高，化學二氧化錳次之。
②石墨:正極原料之一。有顯晶型(俗稱鱗片狀)和隱晶型(俗稱土狀)兩種。石墨不參加電化學反應，有良好的導電性，具有吸附性和粘着性。摻入電芯中可以提高電芯的導電性。它粘着在多孔錳粉的周圍吸收一定量的電液，使電芯保持一定的水分，可充分提高錳粉的利用率。
③乙炔黑:在正極中的作用與石墨相似。它的比重很小、顆粒較細，平均直徑為35~45毫微米，比表面為60~70m2/g，導電性僅次於石墨,分散性、吸水性遠優於石墨。
④鋅:負極活性物質，兼作電池的容器和負極引電體，是決定電池貯存性能的主要材料。在鋅片中含有少量的鎘和鉛。鎘能增強鋅的強度，鉛能改進鋅的延展加工性能。鎘與鉛均能提高氫在鋅電極上的過電位，減少鋅電極的自放電，減緩鋅片的腐蝕和氫氣的釋放。鋅片中若含有Cu、Fe、Ni等，將降低H2在鋅電極上析出的過電位，加速電池在貯存過程中的自放電，因此這些有害雜質必須嚴格控制。
⑤氯化銨:是鋅錳電池電解液的主要成分。其作用是:補充放電過程中由於正極反應減少的H+;在正極中也加入一定量的固體氯化銨，以補充放電時電解液中氯化銨的減少;增強電解液的導電性。
⑥氯化鋅:用於電解液中。主要作用有:減緩鋅片腐蝕，保持電解液中的水分，破壞澱粉的鏈狀結構，加快電解液的糊化速度，減少正極電芯在放電過程中pH值的提高。
⑦麵粉、澱粉:主要作用是使電解液糊化後成為不流動的隔離層，使它既有良好的離子導電性，又能固定電芯，便於攜帶使用;對鋅片有保護作用，可減緩鋅片的腐蝕。麵粉比澱粉粘性好，粘附力強，保持水分性能好，不易沉澱。所以在配製電解液時，澱粉、麵粉互相搭配使用。[1]