碱性电池
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碱性电池（英文：Alkaline battery）指使用碱性电解液的电池，一般生活中称为碱性电池，指的是碱性锌锰电池。在广义上，碱性电池使用的电极材料包括：锌-二氧化锰、锌-氧化汞、镉-氢氧化镍等。而市面上常见的一次性碱性电池的成分是锌-二氧化锰，它以二氧化锰为电池的阴极、锌为阳极，氢氧化钾水溶液作为电解液。
历史
[编辑]在1950年代，于美国公司劲量工作的Lewis Urry发明了碱性干电池，并在1957年申请了专利。
化学原理
[编辑]在碱性电池中，是由粉状的锌作负电子（阳极），采粉状的原因是可以增加接触面积，从而增加输出电流，电池的阴极为二氧化锰，而电解液是氢氧化钾。化学方程式如下：[1]
- Zn (s) + 2OH− (aq) → ZnO (s) + H2O (l) + 2e−
- 2MnO2 (s) + H2O (l) + 2e− →Mn2O3 (s) + 2OH− (aq)
特性
[编辑]容量
[编辑]碱性电池的容量比碳锌电池为高，原因是电极材料利用率较高、用作阴极的二氧化锰和用作阳极的锌粉有较高的纯度同密度，内部零件体积较小（例如电极）也让出空间而增加容量。总体来说碱性电池比碳锌电池多3~6倍容量。
碱性电池的容量会随输出电流增加而变小，例如同一枚电池可以在低电流（0.1A）时有3000mAh容量，但若是高电流（1A）时，容量可能只有700mAh，小于原来的1/4。AA碱性电池在小电流放电时平均容量大约为2000mAh，而AAA电池容量大约是AA电池的1/2至1/3之间。
电压
[编辑]一枚碱性电池的电动势（e.m.f），在无负载状态的电压一般为1.5V左右。未使用的全新电池，空载电压可能接近1.65V，随着电池使用越久，电压会不断下降，当电压低于1.0V或0.9V后可视之为电池已经失效。碱性电池当接上负载后，随输出电流的增加电压会下降，在一般负载下电压常常会降至1.1V~1.3V之间。碱性电池接上负载后的电压下降是由于极化和内阻造成的。通常全新的AA碱性电池内阻约有100mΩ，并随着使用时间的变长而加大。
电流
[编辑]碱性电池所能输出的电流比碳锌电池大，却比一般蓄电池小。容量较大的碱性电池能够输出较大的电流，原因是电极面积增加，有更多的物质可以同时产生化学反应。过大的电流会使电池在放电的过程中蓄积废热而升温，一般AA电池可以输出700mA电流也不至于明显升温，较大型号的C、D电池就可产生较小热能而不明显升温。
使用上需注意
[编辑]漏出电解液
[编辑]长期放置的碱性电池可能会漏出电解液，由于电解液含有大约30%至40%的腐蚀性碱性物质氢氧化钾，其对眼睛、呼吸道及皮肤会有刺激作用，若不小心进入眼球可能导致失明；电解液也可能侵蚀金属、破坏电子零件。大多数电子装置都无法抵抗腐蚀，特别是电子产品的内部。
避免对一次性碱性电池充电
[编辑]碱性电池虽属于蓄电池类，但“一次性碱性电池”并非针对多次循环回充而设计，将其充电很可能发生电池破裂、漏出有腐蚀性的电解液。也因为如此，多数生产“一次性碱性电池”的厂商常于安全规定中禁止使用者充电，基于成本考量，厂商也不会特别强化电池结构，迎合充电行为。使用时须多注意。
可充电碱性电池
[编辑]少数电子公司曾开发“充电专用碱性电池”强化电池结构避免破裂，但无法改善充电效率偏低的特性，只可用相当小的电流充电，往往耗费一整日或更多时间才能充饱，而且电池回充次数极少，相当不便，现已由市场淘汰。
另外也有电子公司开发碱性电池充电器，声称可以替一般“一次性碱性电池”充电，但仍受限碱性电池充电慢、效率低、回充循环次数极少(平均少于10次)的特性。长时间充电下，充电器降压转换过程中累积产生过多废热，反而可能浪费更多能源而不环保，相较镍氢电池劣势许多。
此类产品在使用说明中也不保证绝对安全，对充毕的电池效能如何、是否更容易漏液等问题同时不予保证。
使用同型号、同电量的电池
[编辑]当用多于一枚电池时，应使用同品牌，甚至同型号的电池；新旧电池应避免混用。否则会增加漏出电解液的风险。
长时间不使用电池装置时另作存放
[编辑]当长时间不使用电池装置时，应将电池取出，另作存放，避免存放过久而渗漏电解液，造成电子产品损坏。
电池存放也避免潮湿、高温日晒、重物挤压等环境。
环境保护
[编辑]在1996年前生产的碱性电池可能含有微量水银（汞），现在的碱性电池已能做到不含水银。在一些地区可以随意弃置碱性电池，也有些地区不可。由于碱性电池多是一次性使用，所以相对新一代的蓄电池（例如镍氢电池）较不环保。
相关
[编辑]- 环保意识
- 原电池
- 蓄电池
- 锂电池
- 碳锌电池
- 铅酸电池
- 镍镉电池 (Ni-Cd)
- 镍氢电池 (Ni-MH)
- 低自放电镍氢电池 (LSD Ni-MH)
- eneloop
- 锂离子电池 (Li-ion)
- 充电器
参考资料
[编辑]- ^ Battery FAQ （页面存档备份，存于互联网档案馆） at www.powerstream.com
外部链接
[编辑]
- Eveready：碳锌电池使用作明书（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- Rayovac：碱性与高能电池使用说明书
- Power Stream电池化学常见问题与解答（页面存档备份，存于互联网档案馆）
- 电池组成（页面存档备份，存于互联网档案馆）
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