金属锌与电池

金属锌与电池


发布日期: 2016-10-24 更新日期: 2016-12-27 编辑:xuzhiping 浏览次数: 5428

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摘要: 锌是一种活泼的金属,它与电池有着不解之缘。1800年,意大利科学家伏打将一块锌片和一块铜片同时插入装有盐水(或稀酸)的玻璃杯中,当把铜片和锌片相连时发现有电流产生,这就是最早的“伏打电池”。后来,伏打将一块块锌板和铜板用纸板隔开后重叠起来,并将锌板和铜板分别用...

锌是一种活泼的金属,它与电池有着不解之缘。1800年,意大利科学家伏打将一块锌片和一块铜片同时插入装有盐水(或稀酸)的玻璃杯中,当把铜片和锌片相连时发现有电流产生,这就是最早的“伏打电池”。后来,伏打将一块块锌板和铜板用纸板隔开后重叠起来,并将锌板和铜板分别用金属#串联起来,然后装人由皮革制成的口袋中,再用盐水浸湿,这时锌与铜的两端就可形成强大的电流,这种装置被称为“伏打电堆”。

60多年以后(1866年),一位名叫勒克朗谢的法国工程师对伏打电池作了改进。他用锌做成外壳(负极),里面装上氯化铵电解液和二氧化锰固体,中央再悬置一个金属棒作电极(正极)。这种电池的电压可以稳定在1.5伏左右。它就是现代锌锰干电池的雏形。

又经过了20年(1887年>,德国博士又对勒克朗谢的电池作了改进。他把少量的熟石膏加入电解质溶液中,使它成为糊状,再用沥青进行密封,从而制成了世界上第一个干电池。

我们日常使用的锌锰干电池,它有一个用锌皮制成的外壳(负极),中间是一根炭棒(正极),在炭棒的周围是黑色的二氧化锰,在炭棒与锌壳之间充填着由氯化铵、氯化锌和淀粉调制成的电解质糊。顶部再用沥青或火漆密封,以确保正、负极之间的绝缘和不漏液。

反应产生的氨可与氯化锌作用,生成氯化四氨合锌复杂化合物;氢气则与二氧化锰作用,生成三氧化二锰和水。所以不会有气体聚积在筒内。

干电池相当于一个小小的发电厂,一般电压稳定在1.5~1.6伏。当正、负极连通时,电池内立即进行化学反应,从锌壳(负极)释放出电子,通过外面的电路流到炭棒(正极)上。所以锌壳将不断地被腐蚀。

由于锌锰干电池体积较大,释放的电流相对较小,平均每千克(电池)所释放出的电能为0.031~0.053千瓦时,因此限制了它的使用范围。后来人们又研制出了新型的锌汞电池,但由于汞容易污染环境,因而限制了它的推广使用。到了20世纪60年代,新一代的干电池——银锌电池涎生了。

银锌电池产生的电流较大,平均每千克(电池)可释放电能0.15~0.2千瓦时,因此用它可以制成体积很小的“纽扣”电池,为电子手表、助听器以及小型电子计算机、各种仪表等充当电源。一粒小小的纽扣电池通常可以工作1~2年。当然也可以制成大型的银锌电池,用于航天器或潜艇等的局部供电。

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