鹼性電池

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鹼性電池

鹼性電池英文Alkaline battery)指使用鹼性電解液的電池,惟一般生活中所說的鹼性電池特指鹼性鋅錳電池。廣義的鹼性電池使用的電極材料包括:鋅二氧化錳鋅氧化汞(水銀)、鎘氫氧化鎳等。而市面上常見的一次性鹼性電池的成份是前者:鋅二氧化錳,它以二氧化錳為電池的陰極陽極氫氧化鉀溶液作為電解液。

歷史[編輯]

在1950年代,工作於美國公司勁量的Lewis Urry發明了鹼性乾電池,並在1957年申請了專利。

化學原理[編輯]

在鹼性電池中,是由粉狀的鋅作負極(陽極),採粉狀的原因是可以增加接觸面積,從而增加輸出電流,電池的陰極為二氧化錳,而電解液是氫氧化鉀。化學方程式如下:[1]

Zn (s) + 2OH (aq) → ZnO (s) + H2O (l) + 2e
2MnO2 (s) + H2O (l) + 2e →Mn2O3 (s) + 2OH (aq)

特性[編輯]

容量[編輯]

鹼性電池的容量比碳鋅電池為高,原因是電極材料利用率較高、用作陰極的二氧化錳和用作陽極的鋅粉有較高的純度同密度,內部零件體積較小(例如電極)也讓出空間從而增加容量。總的來說鹼性電池比碳鋅電池多3至6倍容量。 鹼性電池的容量會隨輸出電流增加而變小,例如同一枚電池可以在低輸出電流時有3000mAh的容量,但當用在取1A電流的負載時,容量可能只得700mAh,小於原來的1/4。AA鹼性電池在小電流放電時平均容量大約2000mah出頭,AAA電池容量大約是AA電池容量的1/2至1/3之間。

電壓[編輯]

一枚鹼性電池的電動勢(e.m.f),也即在無負載時的電壓一般是1.5V左右。未使用的新電池,空載電壓可能接近1.65V,隨著使用電池電壓會不斷下降,在電壓低於1.0V或0.9V後可認為電池已經失效。鹼性電池當接上負載後,隨輸出電流的增加電壓會下降,在一般負載下電壓常常會降至1.1V至1.3V之間。鹼性電池接上負載後的電壓下降是由於極化和內阻造成的。通常全新的AA鹼性電池內阻約有100mΩ出頭,並隨著使用時間的增加而加大。

電流[編輯]

鹼性電池所能輸出的電流比碳鋅電池大,卻比一般蓄電池小。容量較大的鹼性電池能夠輸出較大的電流,原因是電極面積增加,有更多的物質可以同時產生化學反應。過大的電流會使電池在放電的過程加熱升溫,一般AA電池可以輸出700mA電流也不至明顯升溫,較大型號的C、D電池就可承受更大的升溫而不互顯升溫。

使用上需注意[編輯]

漏出電解液[編輯]

長期放置的鹼性電池可能會漏出電解液,由於電解液含有大約30%至40%的腐蝕性鹼性物質氫氧化鉀,其對眼睛、呼吸道及皮膚會有刺激作用,若不小心進入眼球甚至可能導致失明;電解液也可能侵蝕金屬、破壞電子零件,因此電池漏出的電解液也會破壞使用該電池的產品,特別是電子產品。

不可對鹼性電池充電[編輯]

對鹼性電池充電會使電池漏出電解液,甚至使電池破裂。極小數的鹼性電池被設計成可以充電,但只可用相當小的電流充電,往往要一整日或更多時間才能充飽,而且可再充電的次數不多,相當不便,所以已經很難在市場上找到。也有些充電機聲稱可以為普通一般的一次性鹼性電池充電,但此類產品並不能對所充電完畢的電池效能作出保證。

使用同型號、同電量的電池[編輯]

當用多於一枚電池時,應使用同型號,甚至同牌子的電池;新舊電池應避免混在一起使用。否則會增加漏出電解液的風險。

不使用時需另作存放[編輯]

當用不使用用電池的裝置時,應把電池取出,另作存放,避免存放過久而電解液漏出時損壞用電池的裝置。

環境保護[編輯]

在1996年前生產的鹼性電池可能含有微量水銀,現在的鹼性電池已能做到不含水銀。在一些地區可以隨意棄置鹼性電池,也有些地區不可。由於鹼性電池多是一次性使用,所以相對新一代的蓄電池(例如鎳氫電池)較不環保。


相關[編輯]

參考資料[編輯]

  1. ^ Battery FAQ at www.powerstream.com

外部連結[編輯]

  1. Eveready:碳鋅電池使用作明書
  2. Rayovac:鹼性與高能電池使用說明書
  3. Power Stream電池化學常見問題與解答
  4. 電池組成