第3章　锌 锰 电 池

3.1　概述

锌锰电池是以锌为负极、二氧化锰为正极的电池系列。由于锌锰电池原材料丰富、结构简单、成本低廉、携带方便，因此自从其诞生至今一百多年来一直是人们日常生活中经常使用的小型电源。与其他电池系列相比，锌锰电池在民用方面具有很强的竞争力，被广泛地应用于信号装置、仪器仪表、通讯、计算器、照相机闪光灯、收音机、电动玩具及钟表、照明等各种电器用具的直流电源。锌锰电池通常不适合于大电流连续放电，因为在大电流连续放电时电压下降较快，一般情况下更侧重于小电流或间歇方式供电。

锌锰电池发展至今经历了漫长的演变过程。早在1868年，法国工程师乔治·勒克朗谢采用二氧化锰和炭粉做正极、锌棒做负极、20%的氯化铵做电解液、玻璃瓶做容器制成了世界上的第一只锌锰电池。因此，中性锌锰电池也被称为勒克朗谢电池。此后，电解液被制成糊状物，称为糊式电池，俗称干电池。在20世纪50年代出现了碱性锌锰电池，由于采用了导电性好的氢氧化钾溶液，同时使用电解二氧化锰，使得锌锰电池的容量成倍地提高，而且适合于较大电流连续放电。60年代采用浆层纸代替了传统锌锰电池中的糨糊层，不仅使隔离层的厚度降为原来的1/10左右，有利于降低欧姆电阻，而且使正极粉料的填充量增加，使锌锰电池的性能明显提高，形成了纸板式锌锰电池。70年代高氯化锌电池问世，使锌锰电池的连续放电性能得到明显的改善。80年代后期，节约资源、保护环境的意识不断深入人心，这就引发了锌锰电池的两个发展方向：可充碱性锌锰电池和负极的低汞、无汞化。90年代通过改性正极材料、使用耐枝晶隔膜、采用恒压充电模式等措施，使可充碱锰电池达到了深度放充电50次循环以上，曾经一度实现了商业化生产。同时，在各国政府的逐步政策引导下，碱锰电池的负极汞含量不断降低，直至21世纪初实现了完全无汞化。20世纪末以来，无汞碱锰电池的性能再度获得了大幅度的提高，LR6型碱锰电池的容量达到了2.3A·h，比之前提高了20%～30%；另外，无汞碱锰电池在重负荷（较大电流）连续放电方面进步明显，重负荷工作时电池放电容量显著增加，放电电压显著提高。

如果按照电解液的性质进行分类，锌锰电池可以分为中性锌锰电池和碱性锌锰电池；如果按照外形结构来分类，可分为圆筒形、扁形、叠层式、纽扣式等。

通常按照习惯人们将锌锰电池分为如下几个大类：

国际电工委员会（IEC）对干电池的型号和规格做出了规定。表3-1中是一些常见中性锌锰电池的型号和规格。

表3-1　一些常见中性锌锰电池的型号和规格

单体电池的型号是在英文大写字母的后面跟上以阿拉伯数字表示的序号。大写字母R表示圆筒形电池，F表示扁形电池，S表示方形或矩形电池。

例如，R20表示圆筒形锌锰电池，后面的20为序号，从电池标准中可以查出其规格、尺寸，如表3-1给出的，其电压为1.5V，其直径为34.2mm，高度为61.5mm。R20电池也被称为D型电池或1号电池。

对于两个以上的单体电池组合成电池组的表示方法如下：当电池串联时，在单体电池型号之前加上单体电池串联数来表示。如6F22，表示6个扁形电池F22的串联。当电池并联时，在单体电池型号之后加一并联的电池数来表示。如R10-4，表示4个R10电池并联。

除了中性锌锰电池之外，其他系列的电池还应在R、F、S之前加一字母表示该电化学体系。如碱性锌锰电池圆筒形R6电池，则应表示为LR6，其中R之前的L表示了碱性锌锰电池。

为了表示电池的性能特征，常在序号之后加上C、P、S等字母，其中C表示高容量，P表示高功率，S表示普通型。如R20C表示圆筒形铵型纸板锌锰电池，属于高容量电池。又如R6P表示圆筒形锌型纸板锌锰电池，属于高功率电池。再如R20S表示圆筒形糊式锌锰电池，属于普通型，但一般S都省略不写了。