36、可充电锌/碱性/二氧化锰电池：特性、化学原理与性能解析

可充电锌/碱性/二氧化锰电池：特性、化学原理与性能解析

在当今的电池领域，可充电锌/碱性/二氧化锰电池凭借其独特的优势和性能，在众多电池类型中占据了一席之地。本文将深入探讨这种电池的一般特性、化学原理、构造、性能以及充电方法等方面的内容。

1. 一般特性

可充电锌/碱性/二氧化锰电池是从一次电池发展而来的。它以锌作为负极活性材料（放电时为阳极），二氧化锰作为正极活性材料（放电时为阴极），氢氧化钾溶液作为电解质。

最初，这种可充电电池的设计紧密遵循碱性一次电池的圆柱形内外翻转设计，保留了长保质期、良好电流密度和安全性等优点。它在20世纪70年代中期曾短暂投放市场，用于6伏灯笼和便携式电视机。与其他可充电电池相比，它具有初始成本低的优势，并且出厂时即为满电状态。

然而，该设计在商业化过程中面临一些问题。电池并非严格的锌限制型，如果放电电压低于对应二氧化锰单电子放电（MnO1.5）的电压水平，阴极会膨胀，导致电池失去充电能力。因此，需要进行电压控制，将每个电池的放电电压限制在1.1至1.0伏之间，这取决于电池的负载、使用时间和容量。此外，电池设计中未包含催化氢气复合的功能。

为了控制阴极放电，可以限制锌电极的容量，但这可能会导致锌电极的充电性能变差。通过进一步研究，开发出了可靠的技术来限制锌电极的容量，如今的电池可以放电到更低的终止电压。

可充电锌/碱性/二氧化锰电池的主要优缺点如下表所示：
| 优点 | 缺点 |
| — | — |
| 初始成本低（且可能比其他可充电电池的运行成本更低） | 循环寿命有限 |
| 有用容量约为一次电池的三分之二，但高于大多数可充电电池 | 可用能量随循