アルカリ性亜鉛マンガン電池が通常の亜鉛マンガン電池よりも優れた性能を発揮する理由

亜鉛マンガン電池は、通常の亜鉛マンガン電池とアルカリ性亜鉛マンガン電池に分けられます。

通常の亜鉛-マンガン電池：正極はグラファイトロッドと二酸化マンガン（MnO2）、負極材料は亜鉛板、電解質は塩化アンモニウム（NH4Cl）と塩化亜鉛（ZnCl2）の澱粉ペーストです。正極には黒鉛棒が付いているため、一般的なマンガン乾電池はカーボン電池と呼ばれることもあります。

アルカリ性Zn-Mn電池：正極は二酸化マンガン、負極は亜鉛で、電解質は水素化カリウム（KOH）でより一般的です。アルカリ乾電池は、通常の亜鉛マンガン電池の改良品と言えます。

アルカリ性亜鉛マンガン電池の全体的な性能は、通常の亜鉛マンガン電池よりも高くなっています。

アルカリ電池の容量は通常の電池よりも大幅に高く、通常の電池の約3〜8倍です。

アルカリ乾電池の放電容量は通常の電池よりも大幅に高く、大電流放電に適しています。

アルカリ乾電池の保管期間は3〜7年で、通常の電池の3〜7倍です。

アルカリ電池の原料の利用率は高く、亜鉛の利用率は通常の電池の3〜8倍です。

したがって、アルカリ性亜鉛マンガン電池は、通常の亜鉛マンガン電池よりも優れています。

アルカリ性亜鉛マンガン電池は、逆極構造の電池で、負極に亜鉛、正極に二酸化マンガン、電解質に水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムを使用しています。 [1]

前書き

亜鉛は負極として使用され、二酸化マンガンは正極であり、水酸化カリウム溶液は、一般にアルカリ電池として知られているアルカリマンガン電池と呼ばれる電解質の一次電池です。製品ラインは「LR」の文字で示され、その後の数字はバッテリーのモデル番号を示します。

ドイツ特許で最初に見られたアルカリマンガン電池は湿式電池です。 1912年、別の乾電池がドイツ特許を取得しました。アメリカのYuehuaCompanyの「クラウン」タイプのバッテリーが発売されたのは1949年のことでした。 1960年に円筒構造の開発に成功した後、アルカリマンガン電池が急速に開発されました。

アルカリZn-Mn電池は、通常の乾電池用にアップグレードされた高性能電池製品です。 LR6（No。5）とLR03（No。7）のバッテリーを搭載しています。製品は、一般的なタイプ（水銀0.60％含有）とマイクロ水銀（水銀0.025％未満）に分けられ、現在、水銀を含まない電池の試作が進んでいます。

電極反応

ボタン電池：

負の反応：Zn + 2OH--2e- = Zn（OH）2

正極反応：2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnOOH + 2OH-

全反応：Zn + 2MnO2 + H2O = Zn（OH）2 + Mn2O3

一般的なバッテリー：

負極反応：Zn + 2OH- = Zn（OH）2 + 2e-、Zn（OH）2 + 2OH- = [Zn（OH）4] 2-

正極反応：MnO2 + H2O + e- = MnOOH + OH-、MnOOH + H2O + e- = Mn（OH）2 + OH-

全反応：Zn + MnO2 + 2H2O + 2OH- = Mn（OH）2 + [Zn（OH）4] 2-

（1）円筒形電池構造

アルカリ性亜鉛マンガン電池は円筒形の代表的なもので、通常の円筒形亜鉛マンガン電池の構造レイアウトとは逆です。アルカリ亜鉛マンガン電池では、環状の正極は容器の鋼製シリンダーの内壁の隣にあり、負極は正極の中央にあります。バッテリーの負極としてトップカバーに溶接された釘状の負の集電体があり、スチールシリンダーは正極です。通常の亜鉛マンガン電池との互換性を確保し、使用時の正極と負極のミスを避けるため、上記アルカリ亜鉛マンガン電池の半製品は、電池がスチールシリンダーの底が上を向き、開口部が次の方向を向くように設計および製造されています。次に、スチールシリンダーの底に凸型カバー（偽のカバー）を置きます。正極は上にあります。負極リード体には金属片（偽底）が溶接されているため、アルカリ亜鉛マンガン電池の外観はプラスとマイナスになります。また、形状は通常の亜鉛マンガン電池と同じです。

（2）圧延電池構造

キャリアとして金属メッシュを採用し、正極と負極をそれぞれ薄い帯状にプレスし、ダイヤフラムと積み重ねてスパイラル（容量性）構造電池に巻いた構造で、正極と負極は大きな作用域を持っています。過電圧が小さいため、低温・大電流で大容量が得られます。

（3）正方形型セル構造

角型電池の正極と負極は極群構造を採用し、正極と負極をそれぞれ正方形のシート状にプレスし、極片の間に金属集電網を挟み込んでいます。

製造方法

最も人気のあるアルカリマンガン電池は、円筒形とボタン形、および正方形と平らな形で利用できます。円筒形バッテリーの外部ケーシング（図を参照）は、正の集電装置を兼ねる正のキャップが付いたニッケルメッキ鋼のケーシングです。シェルとの密接な接触は、電解酸化、グラファイトの使用です

アルカリ亜鉛マンガン電池

アルカリ亜鉛マンガン電池

カーボンブラック製の正極リング（陰極）。真ん中には、亜鉛粉とゲル灰汁で作った亜鉛ペースト、つまり真ちゅう製の集電体が挿入された負極（陽極）が充填されています。正極と負極は耐アルカリ性のピペットで仕切られています。負の集電体は負の電極キャップに溶接され、プラスチックのシールリングに挿入されます。アセンブリはスチールシェルに挿入され、圧着およびシールされ、スチールシェルは熱収縮フィルムの商標で包まれて商用バッテリーになります。ボタンアルカリマンガン電池の構造とサイズの仕様は、基本的に亜鉛銀ボタン電池と同じです。バッテリー内の活物質の典型的な式（質量）：正極は電解二酸化マンガン90-92％、グラファイト粉末8-9％、アセチレンブラックブラック0.5-1％です。負極は、アマルガム亜鉛粉末88〜90％、酸化亜鉛5〜7％、CMCナトリウム塩3〜4％、KOH溶液（プラス）適量です。電解液は、適量の酸化亜鉛が溶解した8〜12 NKOHの溶液です。

性能特性

アルカリマンガン電池の公称電圧は1.5V、最大電圧は1.65Vです。放電性能は、通常の亜鉛マンガン電池と比較して、以下の特徴があります。 2MnO2の利用率は同量に比べて高く、ダンボールの約2倍の充電量です。 3保管時の自己放電率は小さく、3年保管後も元の充電量の85％を維持でき、長寿命です。 4低温性能、-20°Cで常温電荷の25％を出力でき、軽負荷で低温で動作できます。 5は、特定の設計および厳密に制御された使用条件下で安価なバッテリーとして使用できます。複数回の充電を繰り返し使用します。 MnO2は、チタンまたはその他の金属酸化物でドープされ、MnO2の充電性能を向上させます。

さまざまな仕様と用途

一般的に使用されている円筒形アルカリマンガン電池の主な品種の仕様を表に示します。ボタン型アルカリマンガン電池は、同サイズの亜鉛銀ボタン電池の約55％の充電量です。一般的に使用されているモデルはLR41、LR43、LR44、LR54、LR55で、サイズ仕様は対応する亜鉛銀ボタン電池と同じです。

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