《常见锌锰电池》教学课件

常见锌锰电池锌锰电池基础与应用教学课件面向化学工程专业学生年月日2025428课程目标掌握基本原理了解锌锰电池类型构造理解工作机制内部电化学反应过程分析应用场景市场情况与发展趋势课程大纲基础知识电池基本概念与历史发展构造与原理内部结构组成与工作原理工艺与应用制造过程与使用场景环保与前景回收问题与未来发展电池基础知识化学能转电能能量转换装置正负极与电解质电池主要构成氧化还原反应产生电子流一次电池与二次电池使用后是否可再充电电池基本参数电压伏特，锌锰标称V

1.5V容量毫安时，碱性约mAh AA2000-3000mAh能量密度瓦时千克/Wh/kg内阻与自放电率电池性能关键指标锌锰电池发展历史年11866发明锌碳电池Leclanché年21949锌氯化物电池问世年31959碱性锌锰电池商业化年代41980无汞化技术突破年代52000高效锌锰电池研发锌锰电池在市场中的地位亿亿180100+全球市场规模年产量年美元价值全球总数量202440%市场份额一次性电池市场占比锌锰电池的主要类型概述锌碳电池锌氯化物电池传统干电池改良型干电池高能碱性电池碱性锌锰电池添加特殊材料主流高性能电池锌碳电池（干电池）负极锌筒外壳即负极正极二氧化锰与碳棒中心碳棒作为集流体电解质氯化铵和氯化锌呈糊状锌碳电池的化学反应锌氯化物电池技术特点性能提升优势改良型锌碳电池较普通锌碳电池提高使用寿命更长30%电解质主要为氯化锌放电特性更稳定更佳的耐漏液性碱性锌锰电池材料组成锌粉负极，二氧化锰正极电解质氢氧化钾溶液性能特点容量大，放电性能好应用场景高耗电设备碱性锌锰电池的化学反应负极反应⁻₂⁻Zn+2OH→ZnO+H O+2e正极反应₂₂⁻₂₃⁻2MnO+H O+2e→Mn O+2OH总反应₂₂₃Zn+2MnO→ZnO+Mn O高能碱性锌锰电池材料特点高纯度材料与特殊添加剂性能提升容量增加，内阻更低15-25%使用寿命较普通碱性电池更长应用领域高端电子设备锌锰电池的规格尺寸型号尺寸（毫米）常见应用（七号）×遥控器，小型设备AAA

10.

544.5（五号）×电子玩具，相机AA

14.

550.5（二号）×收音机，大型玩具C

26.250（一号）×高功率设备D

34.

261.5（方形）××烟雾报警器9V

26.

517.

548.5锌碳电池的结构中心碳棒锌筒集电体作为负极和外壳二氧化锰混合物正极活性物质密封系统隔膜和电解质防止漏液电子传导媒介碱性锌锰电池的结构钢壳锌粉糊状负极二氧化锰正极作为正极集电体提高反应面积与电解液接触锌锰电池内部构造图解各类型锌锰电池内部构造对比锌锰电池制造工艺流程材料准备配制混合物电极制备压制成型组装灌注装配注入电解液密封检测老化测试包装核心材料分析正极材料电解二氧化锰EMD纯度要求91%粒径控制范围内1-45μm添加剂作用石墨增导电性性能相关性直接影响电池容量核心材料分析负极材料锌合金粉末特性添加剂元素粒度分布目铟抑制腐蚀•50-300•表面处理技术铋改善导电性••汞替代技术钙稳定结构••锌粉形态对放电性能有直接影响核心材料分析电解质锌碳电池碱性电池₄₂混合体系溶液NH Cl/ZnCl KOH30-40%凝固剂添加剂电解质载体抑制锌腐蚀锌锰电池关键制造技术电极压制技术控制密度和孔隙率电解液灌注控制精确控制用量密封技术发展防漏设计无汞化制造工艺环保生产锌锰电池性能特点锌碳与碱性锌锰电池性能对比性能指标锌碳电池碱性锌锰电池相对容量基准值倍5-8能量密度40Wh/kg65Wh/kg低温性能较差良好高电流放电较差良好价格便宜较贵锌锰电池应用领域概述家用电器便携设备玩具设备遥控器，时钟手电筒，收音机遥控玩具，电子游戏医疗设备体温计，助听器家用电器应用案例遥控器低持续电流需求，年更换1-2时钟恒定低电流放电，年寿命2-3烟雾报警器需稳定长期供电便携式设备应用案例手电筒收音机便携音响高功率照明中等功率持续放电高脉冲电流需求LED锌锰电池在特种领域的应用军事装备极端环境可靠性航海设备防潮耐腐蚀应急救灾长期储存稳定性野外科考温度适应性强锌锰电池使用技巧与注意事项存储环境混用禁忌低温、低湿条件不同类型、新旧不混漏液处理温度适应中和清洁，避免接触最佳使用°0-40C锌锰电池的优势经济实惠价格元节

0.5-5/能量密度适中40-65Wh/kg安全可靠无爆炸风险适应性强温度范围广锌锰电池的局限性容量有限碱性约AA2500mAh高电流表现欠佳不适合高功率设备寿命短低于锂电池环境影响重金属污染风险锌锰电池与其他电池技术对比锌锰电池的主要失效机制正极材料耗尽负极锌的钝化氧化还原反应完成表面生成氧化层内部短路电解质干燥隔膜失效水分蒸发锌锰电池的安全性分析潜在危害安全设计措施储运安全标准电解液泄漏密封圈改良温度控制•••皮肤刺激安全阀设计湿度限制•••设备腐蚀抗漏材料防震包装•••锌锰电池的环境影响重金属污染土壤影响生产能耗锌、锰对生态影响电解液渗透导致酸碱不平衡制造过程碳排放锌锰电池回收技术分类收集专用回收箱破碎分离机械处理工艺湿法冶金化学提取金属资源再利用锌锰材料再生环保锌锰电池的发展无汞技术减少有害重金属生物降解电解质研发环保材料可回收设计易拆解结构环保包装可降解包装材料锌锰电池行业标准标准类型标准号涵盖内容国家标准基本要求GB/T

8897.1-2013国际标准测试方法IEC60086安全标准安全性能QB/T1587环保标准有害物质限量GB24427锌锰电池市场趋势锌锰电池行业主要制造商劲量金霸王南孚Energizer DuracellNanfu全球市场份额约技术领先，高端市场中国市场份额超20%40%锌锰电池技术创新方向高容量配方长寿命设计低温性能增强防漏液技术新型添加剂研发结构优化减少自放电电解质改进新型密封材料锌锰电池与新能源发展可再生能源补充智能电网应用太阳能系统备用电源监测设备电源微电网支持应急备份系统锌锰电池作为其他能源系统的补充与备用锌锰电池选购指南识别需求设备耗电特性选择类型高耗电选碱性检查参数容量与生产日期性价比评估使用成本计算锌锰电池测试方法容量测试内阻测试恒流放电法交流阻抗法自放电评估极端条件测试长期存储后测量温度冲击试验实验锌锰电池放电特性实验步骤测量参数分析方法准备电子负载初始电压记录初始值设置恒阻放电放电电流电流曲线绘制数据采集电压变化电压曲线分析结束放电放电容量容量计算实验锌锰电池解剖分析安全拆解步骤断电、排气、分离部件组件特征极柱、隔膜、集流体观察课堂讨论与思考题未来发展方向锌锰电池技术创新空间环保与性能平衡如何提高性能同时降低污染新材料应用纳米材料在电池中的潜力回收模式创新提高回收率的商业模式锌锰电池知识要点总结基本原理电化学反应转换能量构造特点正负极材料与电解质组合应用领域3家用到特种多种场景环保发展无汞化与回收技术行业趋势向高性能环保方向发展学习资源与参考文献教材与专著学术资源实践资源《电池科学与技术》电化学学报电池制造商实习机会•••《电化学原理》电化学测试实验室••Journal ofPower Sources•《电池工程手册》电池工业标准文件材料分析在线课程•••。