干電池

　　我國干電池技術(shù)經(jīng)過多年發(fā)展，其比能量、循環(huán)壽命、高低溫適應(yīng)性等問題已有所突破。智研數(shù)據(jù)研究中心表明，我國正逐漸縮小與國際領(lǐng)先技術(shù)的差距，在部分核心技術(shù)方面已達(dá)到國際水平，并且越來越多地進(jìn)入國際市場。

簡介

　　干電池（Dry cell）是一種以糊狀電解液來產(chǎn)生直流電的化學(xué)電池（濕電池則為使用液態(tài)電解液的化學(xué)電池），干電池是一次性電池，是日常生活之中為普遍使用，以及輕便的電池。它們可以使用于很多電器用品上。

　　常見的干電池為鋅錳電池（或稱碳鋅電池，即 dry Leclanché cell）。

　　干電池屬于化學(xué)電源中的原電池，是一種一次性電池。因?yàn)檫@種化學(xué)電源裝置其電解質(zhì)是一種不能流動(dòng)的糊狀物，所以叫做干電池，這是相對于具有可流動(dòng)電解質(zhì)的電池說的。干電池不僅適用于手電筒、半導(dǎo)體收音機(jī)、收錄機(jī)、照相機(jī)、電子鐘、玩具等，而且也適用于國防、科研、電信、航海、航空、醫(yī)學(xué)等國民經(jīng)濟(jì)中的各個(gè)領(lǐng)域，十分好用。普通干電池大都是錳鋅電池，中間是正極碳棒，外包石墨和二氧化錳的混合物，再外是一層纖維網(wǎng).網(wǎng)上涂有很厚的電解質(zhì)糊，其構(gòu)成是氯化銨溶液和淀粉，另有少量防腐劑.最外層是金屬鋅皮做的筒，也就是負(fù)極，電池放電就是氯化銨與鋅的電解反應(yīng)，釋放出的電荷由石墨傳導(dǎo)給正極碳棒，鋅的電解反應(yīng)是會(huì)釋放氫氣的，這氣體是會(huì)增加電池內(nèi)阻的，而和石墨相混的二氧化錳就是用來吸收氫氣的。但若電池連續(xù)工作或是用的太久，二氧化錳就來不及或已近飽和沒能力再吸收了，此時(shí)電池就會(huì)因內(nèi)阻太大而輸出電流太小而失去作用。但此時(shí)若將電池加熱，或放置一段時(shí)間，它內(nèi)部的聚集氫氣就會(huì)受熱放出或緩慢放出。二氧化錳也到了還原恢復(fù)，那電池就又有活力了！

　　化學(xué)方程式為：Zn+2MnO2+2NH4Cl= ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O

　　切勿解剖干電池??！不可將其置于火上進(jìn)行灼燒或炙烤。

電池歷史

　　1780年的一天，意大利解剖學(xué)家伽伐尼（Luigi Galvani）在做青蛙解剖時(shí)，兩手分別拿著不同的金屬器械，無意中同時(shí)碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到電流的刺激，而如果只用一種金屬器械去觸動(dòng)青蛙，就無此種反應(yīng)。伽伐尼認(rèn)為，出現(xiàn)這種現(xiàn)象是因?yàn)閯?dòng)物軀體內(nèi)部產(chǎn)生的一種電，他稱之為“生物電”。

　　1799年，伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水里，發(fā)現(xiàn)連接兩塊金屬的導(dǎo)線中有電流通過。于是，他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片，平疊起來。用手觸摸兩端時(shí)，會(huì)感到強(qiáng)烈的電流刺激。伏特用這種方法成功制成了世界上第一個(gè)電池“伏特電堆”。這個(gè)“伏特電堆”實(shí)際上就是串聯(lián)的電池組。

　　1836年，英國的丹尼爾對“伏特電堆”進(jìn)行了改良，又陸續(xù)有效果更好的“本生電池”和“格羅夫電池”等問世。然而在當(dāng)時(shí)，無論哪種電池都需在兩個(gè)金屬板之間灌裝液體，搬運(yùn)很不方便，特別是蓄電池所用液體是硫酸，在挪動(dòng)時(shí)很危險(xiǎn)。

　　干電池的鼻祖在19世紀(jì)中期誕生。1860年，法國的雷克蘭士（George Leclanche）發(fā)明了碳鋅電池，這種電池更容易制造，且最初潮濕水性的電解液逐漸用黏濁狀類似糨糊的方式取代，于是裝在容器內(nèi)時(shí)，“干”性的電池出現(xiàn)了。

　　1887年，英國人赫勒森（Wilhelm Hellesen）發(fā)明了最早的干電池。相對于液體電池而言，干電池的電解液為糊狀，不會(huì)溢漏，便于攜帶，因此獲得了廣泛應(yīng)用。

選購常識(shí)

　　選購干電池時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：

　　1、根據(jù)需要選擇電池。如：用在閃光燈、相機(jī)、MP4、電動(dòng)玩具等需要大電流輸出的器具上，最好選用堿性鋅錳電池（L）。用在遙控器、鐘表等一般用電需求的器具上，選用普通鋅錳電池（S、C、P）即可。

　　2、注意電池的性能價(jià)格比，不要只選購國外品牌。事實(shí)上，不少國產(chǎn)名牌電池的性能價(jià)格比都高于國外同類產(chǎn)品。

　　3、注意電池的儲(chǔ)存期。普通鋅錳電池保質(zhì)期為2年。購買時(shí)應(yīng)選擇新推產(chǎn)品。堿性鋅錳電池和普通鋅錳電池的區(qū)別電池在常人的眼里分堿性和普通鋅錳電池兩種。過去人們在日常使用中常感到電池的使用壽命不如想像中理想，這就是堿性鋅錳電池和普通鋅錳電池的區(qū)別。在日常使用中，閃光燈、相機(jī)、MP4、電動(dòng)玩具等這樣大流量的電器具最能顯示出堿性電池和普通鋅錳電池的特點(diǎn)。

　　堿性鋅錳電池在分別使用閃光燈次數(shù)為144次，照相機(jī)膠卷8卷，玩具開動(dòng)183分鐘。這些指數(shù)均比同期使用中的普通鋅錳電池平均好6.86、4.38、3.81倍，并且在性能價(jià)格比也好4.34、2.78、2.41倍。對消費(fèi)者來說，使用堿性鋅錳電池可以合理放心使用的。

電池?fù)p害

環(huán)境的污染

　　電池對環(huán)境污染很嚴(yán)重，一節(jié)電池可以污染數(shù)十立方米的水。有的甚至說廢電池隨生活垃圾處理可以引起諸如日本水俁病之類的危害，一節(jié)5號(hào)廢電池就可以使一平方米土地荒廢。

　　電池主要含鐵、鋅、錳等，此外還含有微量的汞，汞是有毒的。

人體健康的損害

　　廢電池中含有汞、鎘、鉛等重金屬有毒物質(zhì)。人若汞中毒，會(huì)損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，死亡率高達(dá)40%；鎘的主要危害是腎毒性，還會(huì)續(xù)發(fā)“痛痛病”（引起骨質(zhì)疏松，軟骨病和骨折）同時(shí)還是致癌物質(zhì)；人體食用含鉛的食物，會(huì)影響酶及正常血紅素合成，影響神經(jīng)系統(tǒng)；

　　廢電池在填埋處理一個(gè)月內(nèi)，其金屬外殼就會(huì)被腐蝕穿孔，廢電池中的有害物質(zhì)就會(huì)進(jìn)入土壤、水體，對環(huán)境造成污染。據(jù)環(huán)保專家測試，如果6噸生活垃圾中混入一粒含汞電池，當(dāng)這些垃圾進(jìn)行填埋后，土壤中汞的濃度就會(huì)超過安全標(biāo)準(zhǔn)；若廢電池混入生活垃圾進(jìn)入焚燒廠，則其中的汞、鎘等金屬將會(huì)在高溫下氣化排入大氣，使大氣環(huán)境受污染，影響人體的健康。

　　正常使用時(shí)電池中的汞、鎘等并不會(huì)滲漏出來造成危害。

　　鎘為人體不需要元素，人體中的鎘是出生后從外環(huán)境經(jīng)呼吸道和消化道攝取而蓄積的。慢性中毒的臨床表現(xiàn)為肺氣腫、骨質(zhì)改變與貧血。日本發(fā)現(xiàn)某些地區(qū)由于長期食用被污染的、含鎘量很高的米和水而發(fā)生痛痛?。ü峭床。?，主要病變?yōu)楣擒浕弁词加谙轮?，后遍及全身直至臥床不起。

　　鉻酸鹽粉塵及鉻酸霧可引起鼻中隔穿孔，部分長期接觸者有頭痛、消瘦、消化功能紊亂及胃腸道潰瘍、輕度腎損傷。鉻的致癌問題越來越引起注意，煉鉻鐵工人肺癌性病率較其他職業(yè)的人高。

　　鎳通常從飲食中攝入，被認(rèn)為可誘發(fā)肺癌和鼻竇癌，國外曾報(bào)道，鎳引起的肺癌平均發(fā)病工齡為27年。鎳中毒主要引起呼吸系統(tǒng)損害，嚴(yán)重者神志模糊或昏迷，并發(fā)心肌損害。

　　汞具有脂溶性?？赏ㄟ^血腦屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)。汞分布于各組織器官，時(shí)期主要分布于肝臟，進(jìn)入體內(nèi)2周后，85%—90%存于腎臟，慢性汞中毒的主要癥狀為易興奮癥、震顫、口腔炎，輕度中毒有神經(jīng)衰弱綜合癥、植物神經(jīng)功能紊亂，以及急躁、易怒、好哭等，重度中毒時(shí)發(fā)生明顯的性格改變、情感障礙、智力減退。

　　鉛主要通過食物、飲料和大氣攝入。美國研究認(rèn)為，人體血鉛濃度增加，對健康程度的嚴(yán)重不利影響也相應(yīng)增加。因?yàn)殂U不易被排泄，所以它影響腎、肝、神經(jīng)系統(tǒng)和造血器官，從增高血壓（在中年人中增加心臟病發(fā)作的危險(xiǎn)）、干擾腎功能和生殖功能，一直到不可逆轉(zhuǎn)地?fù)p傷大腦。高血鉛會(huì)使兒童出現(xiàn)行為問題、低智商和精力難以集中。

　　錳為人體必需的微量元素，但吸收過量則可引起中毒，錳可以經(jīng)呼吸道進(jìn)入，也可經(jīng)消化道進(jìn)入。肝為錳的主要蓄積器官，吸入過量的錳可在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)蓄積，其排出較其他器官為慢。

挑選方法

　　干電池又稱一次電池，日常生活中我們經(jīng)常用到干電池，比如5號(hào)7號(hào)電池等。干電池都有自放電這一令人討厭的缺點(diǎn)。自放電除與電池的內(nèi)在因素有關(guān)外，還與環(huán)境溫度、濕度有關(guān)； 超過一定的儲(chǔ)存期后，由于自放電，電池的性能就要降低，大量使用干電池，進(jìn)行挑選是必要的。

　　常用的干電池挑選方法：注意查看生產(chǎn)日期，儲(chǔ)存期越短越好；用萬用表DC500mA擋測短路電流，此法雖簡單但不準(zhǔn)確，也不安全，實(shí)質(zhì)是從瞬間短路電流判斷其內(nèi)阻大小，內(nèi)阻越小越好。

　　若采用兩次測量電壓法既安全又可靠，將兩只2.2V小電珠并聯(lián)后用導(dǎo)線引出兩個(gè)夾子，先測出電池的開路電壓，再將小電珠夾子夾在表筆上，再測出由池帶負(fù)載后的申壓,比較兩次電壓的差越小越好。

　　這個(gè)方法判別6~9V疊層電池更實(shí)用，此時(shí)小電珠應(yīng)串連。除可充電池外其他一次性電池均可行，改用數(shù)字電壓表測量更準(zhǔn)確。

電量檢測

　　干電池電量的檢測是確保電池性能和使用效率的重要步驟。以下是一些常用的干電池電量檢測方法：

一、使用萬用表測量電壓

　　萬用表是檢測干電池電量的常用工具，其操作簡單且結(jié)果準(zhǔn)確。

　　1、準(zhǔn)備工作：

　　選擇合適的萬用表檔位，通常選擇直流電壓檔（DCV），并確保量程適合干電池的電壓范圍（一般為1.5V或稍高）。

　　將電池放置在干燥、通風(fēng)的地方，以免電池表面潮濕影響測量結(jié)果。

　　2、測量方法：

　　將萬用表的紅表筆連接電池的正極，黑表筆連接電池的負(fù)極。

　　讀取萬用表上顯示的電壓值。如果電壓值在1.5V以上（新電池可能稍高），則表明電池電量充足；如果電壓值低于1.5V但仍在1V以上，電池電量可能不足，但具體是否能用還需根據(jù)設(shè)備需求判斷；若電壓值低于1V，則電池電量基本耗盡。

二、測量短路電流

　　對于內(nèi)阻較高、容量較小的干電池，可以通過測量短路電流來迅速判斷電池狀態(tài)。但需要注意的是，這種方法可能會(huì)對電池造成一定損傷，因此測量時(shí)間不宜過長（一般不超過1秒）。

　　測量方法：

　　使用萬用表的大電流檔（如5A或更高檔位），將負(fù)表筆連接電池負(fù)極，正表筆迅速觸碰電池正極并觀察表針的運(yùn)動(dòng)情況。

　　根據(jù)短路電流的大小判斷電池電量。新的干電池短路電流應(yīng)達(dá)到一定值（如7號(hào)電池不小于1A，1號(hào)電池能達(dá)到5A以上），若短路電流遠(yuǎn)小于正常值，則表明電池電量不足。

三、使用負(fù)載電阻測試

　　這種方法通過測量電池在承載負(fù)荷時(shí)電壓的下降幅度來估算電池電量。但需要注意的是，這種方法需要在沒有施加任何負(fù)載的情況下進(jìn)行，以避免內(nèi)部阻抗導(dǎo)致的壓降失真。

　　1、準(zhǔn)備工作：

　　選擇一個(gè)合適的負(fù)載電阻（阻值根據(jù)電池類型和需求確定）。

　　2、測量方法：

　　將負(fù)載電阻連接在電池的正負(fù)極之間。

　　測量電阻兩端的電壓，并根據(jù)電壓下降幅度估算電池電量。但這種方法相對復(fù)雜且不夠直觀，一般不建議非專業(yè)人員使用。

四、直接試用

　　對于某些設(shè)備而言（如遙控器、計(jì)算器等），可以直接將干電池放入設(shè)備中試用以判斷電池是否有電。這種方法簡單直觀但不夠準(zhǔn)確，因?yàn)椴煌O(shè)備對電池電量的需求不同。

　　注意事項(xiàng)

　　在測量過程中應(yīng)注意安全操作避免短路或觸電等危險(xiǎn)情況發(fā)生。

　　不同類型和規(guī)格的干電池在電量檢測上可能存在差異因此應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的方法進(jìn)行檢測。

　　對于長期未使用的干電池建議在檢測前先進(jìn)行充電或激活處理以提高檢測的準(zhǔn)確性。

　　綜上所述干電池電量的檢測方法多種多樣可根據(jù)實(shí)際需求選擇合適的方法進(jìn)行檢測。