11、氧化汞电池的特性、化学原理与性能分析

氧化汞电池的特性、化学原理与性能分析

1. 氧化汞电池概述

氧化汞电池主要分为锌/氧化汞电池和镉/氧化汞电池两种。锌/氧化汞电池早在一个多世纪前就已被知晓，但直到二战时期，Samuel Ruben才开发出实用的电池。这种电池具有单位体积容量高、电压输出恒定和良好的储存特性等优点，因此被广泛应用于助听器、手表、相机等需要稳定电压、长储存寿命或高能量体积比的设备中。不过，由于氧化汞体系成本相对较高，除军事和特殊用途外，其应用并不广泛。

镉/氧化汞电池则利用镉代替锌，由于镉在苛性碱中的溶解度低，使得电池在极端温度下具有出色的储存和性能。但其材料成本高，电池电压低（小于1.0V），主要用于对电池性能有特殊要求的应用，如油气井测井、发动机遥测等。

近年来，由于汞和镉带来的环境问题，氧化汞电池市场几乎消失，它们已被从国际电工委员会（IEC）和美国国家标准协会（ANSI）标准中移除，并被碱性二氧化锰、锌/空气、氧化银和锂电池所取代。

两种电池系统的主要特性总结如下表：
|电池类型|优点|缺点|
| ---- | ---- | ---- |
|锌/氧化汞电池| - 高能量体积比（450Wh/L）
- 恶劣储存条件下长保质期
- 宽电流放电范围内无需恢复期即可获得高容量
- 高电化学效率
- 高抗冲击、加速度和振动能力
- 非常稳定的开路电压（1.35V）
- 宽电流放电范围内平坦的放电曲线| - 电池昂贵，大型尺寸仅用于特殊应用
- 长时间储存后，电池电解液易从密封处渗出
- 中等能量重量比
- 低温性能差
- 大量废旧电池处理造成环境问题|