鈕扣電池課件

鈕扣電池環(huán)保143第一組鈕扣電池也分為化學(xué)電池和物理電池兩大類，其化學(xué)電池應(yīng)用最為普遍。它們由陽極(正極)、陰極(負(fù)極)及其電解液等組成。它的外表為不銹鋼材料，并作為正極，其負(fù)極為不銹鋼的圓形蓋，正極與負(fù)極間有密封環(huán)絕緣，密封環(huán)用尼龍制成，密封環(huán)除起絕緣作用外，還能阻止電解液泄漏。大多數(shù)鈕扣型電池都是一次電池(不可充電的電池，又稱原電池)，它也是屬于干電池，鈕扣型的充電電池(又稱二次電池)通常內(nèi)建于產(chǎn)品內(nèi)部，例如內(nèi)建于小型藍(lán)牙耳機內(nèi)的充電式鈕扣電池，一般商店并無販?zhǔn)墼摲N充電電池與充電器應(yīng)用紐扣電池因體形較小，故在各種微型電子產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用，直徑從4.8mm至30mm，厚度從1.0mm至7.7mm不等；一般用于各類電子產(chǎn)品的后備電源，如電腦主板，電子表，電子詞典，電子秤，記憶卡，遙控器，電動玩具，心臟起搏器，電子助聽器，計數(shù)器，照相機等結(jié)構(gòu)示意圖傳統(tǒng)的鈕扣式電池是一次電池不可充電,有鋅錳鈕扣電池、氧化銀鈕扣電池、鋅空氣鈕扣電池、鋰二氧化錳鈕扣電池和新開發(fā)可充電的鋰離子電池。一、鋅錳鈕扣電池該電池具有容量大，低溫性能優(yōu)良，其所用材料便宜、價格較低，能滿足需求較大電流連續(xù)放電的要求。其不足之處是能量密度不夠，放電電壓不夠平穩(wěn)。該電池的正極用的是二氧化錳，負(fù)極用的是鋅，電解液用的氫氧化鉀，其標(biāo)稱電壓為1..5V。堿性鋅錳電池的性能和用途電池性能符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與國外電池性能相當(dāng)。由于能重負(fù)載，大電流放電，電容量大，低溫性能和防漏性能好，性能價格比高(價為干電池2-3倍，大電流工作電能是6-8倍)等優(yōu)點而廣泛用于民用和工業(yè)。特別適用于閃光照相機，微型收錄機，攝像機，對講機，BP機，剃須刀，手掌型彩電和游戲機，玩具，遙測器，報警器，計算器，助聽器，手電筒和電鐘等儀器設(shè)備。如AA型(五號)堿性鋅錳電池用于閃光照相機可連拍8-10個膠卷，而干電池只能拍1-2個膠卷，鎘鎳電池就不能使用?？梢哉f凡是使用干電池，鎘鎳電池的都可由堿性鋅錳電池來取代。二、錘鈕電池該電池具有能量密度高、存儲性能好、自放電量小、壽命長等特點。其不足是電池的內(nèi)阻較大。該電池的正極由二氧化錳或二硫化鐵為原料，負(fù)極為錘，其電解液為有機質(zhì)。Li/MnO型錘電池標(biāo)稱電壓為2.8V，Li(CF)n型錘電池標(biāo)稱電壓為3V。三、水銀鈕扣電池水銀紐扣電池，又稱汞電池，它具有能在高溫條件下使用、能長期存儲、放電電壓平穩(wěn)、機械性能好的特點。但其低溫特性不好。該電池的正極為水銀，負(fù)極為鋅，電解液可以是氫氧化鉀，也可以用氫氧化鈉。其標(biāo)稱電壓為1..35V。性能和特征MR和NR鋅汞電池的標(biāo)稱電壓分別為1.35V和1.40V,最高開路電壓分別為1.37V和1.60V。電池的電性能特征有:儲存壽命長。MR電池的開路電壓變化極小,5年內(nèi)下降僅0.01V，故可作為次標(biāo)準(zhǔn)使用，放電電壓平穩(wěn)。在輕負(fù)荷下其平穩(wěn)階段可達(dá)全放電時間的97%以上，能量密度高?？蛇_(dá)400mWh/cm3。鋅汞電池主要用于自動曝光照相機﹑助聽器﹑醫(yī)療儀器﹑電路板上的固定偏置電壓及一些軍事裝備中。由于電池中大量使用氧化汞,用完后隨意丟棄會嚴(yán)重污染環(huán)境，故其生產(chǎn)及使用范圍正在趨向縮小，部分正被鋅銀電池所取代。水銀電池的原理如：鋅汞電池的原理以氧化汞為正極活性物質(zhì)，汞齊化的鋅粉為負(fù)極活性物質(zhì)，氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)的一種堿性原電池。實用的鋅汞電池是S.Ruben在二戰(zhàn)期間研制成功以供軍用的。其放電時的電化學(xué)反應(yīng)如下：正極HgO+H2O+2e-=Hg+2OH-負(fù)極Zn+2OH--2e-=ZnO+H2O電池反應(yīng)HgO+Zn=ZnO+Hg正、負(fù)極活性物質(zhì)利用率都接近100%。能量密度可達(dá)200～400W＆＃183;h/L。電壓平穩(wěn)，約1.3V，常溫下自放電緩慢。正極與負(fù)極的反應(yīng)分別是：正極Ag2O+H2O+2e-→2Ag+2OH-負(fù)極Zn+2OH-→ZnO+H2O+2e-規(guī)格氧化銀紐扣電池的厚度(高度)有5.4mm、4.2mm、3.6mm、2.6mm、2.1mm五種規(guī)格，其直徑有11.6mm、9.5mm、7.9mm、6.8mm四種規(guī)格。在選用時應(yīng)根據(jù)其位置的大小，選擇其中一種。其常用的型號有AG1、AG2、AG3、AG1O、AG13、SR626等，其型號AG為日本標(biāo)準(zhǔn)，SR為國際標(biāo)準(zhǔn)型號。氧化銀電池的回收由于負(fù)極的鋅與電解液中的成分可以產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，因而受腐蝕而消耗，這不但會減損電池的可用容量，且會產(chǎn)生氫氣，造成電池內(nèi)部壓力增高而膨脹。為了抑制這樣的作用，通常會在鋅表面覆以少量水銀，但也造成廢棄的電池對環(huán)境產(chǎn)生汞污染。氧化銀電池的電池夾也可回收，因此，氧化銀電池應(yīng)切實回收，以免污染環(huán)境。五、過氧化銀鈕扣電池該電池與氧化銀紐扣電池的結(jié)構(gòu)基本相同，其主要區(qū)別是電池的陽極(盂極)用過氧化銀做成。

原理陽極――是起催化作用的碳從空氣中吸收氧。陰極――是鋅粉和電解液的混合物，成糊狀。電解液――高濃度的氫氧化鉀水溶液。隔離層――用于隔離兩級間固體粉粒的移動。絕緣和密封襯墊――尼龍材料。電池外表面――鎳金屬外殼，具有良好的防腐性的導(dǎo)體。反應(yīng)方程：陰極：Zn+2OH–→ZnO+H2O+2e–陽極：O2+2H2O+4e–→4OH–綜合：2Zn+O2–+2e–→2ZnO漏液處理由于鋅空電池內(nèi)部含有高濃度的電解質(zhì)（氫氧化鉀，具有強堿性，強腐蝕性），一旦發(fā)生滲漏，將腐蝕電池附近部件，而且這種腐蝕可能是不可修復(fù)的，致命的。而且電池上有孔，電池在激活使用后存放時間又很短，所以鋅空電池較易發(fā)生電池漏液。使用鋅空電池的場合要及時更換耗盡的電池，經(jīng)常檢查電池狀況，較長時間不用時取出電池。鈕扣式鋰離子電池是二次電池,可反復(fù)充放電。其主要特點標(biāo)稱電壓為3.6V。放電電流大,可按0.5C放電率放電,例如容量為120mAh的電池,放電電流可達(dá)60mA最大放電可達(dá)2C,充放電次數(shù)可達(dá)500個循環(huán)。鋰離子電池的結(jié)構(gòu)與工作原理

鋰離子電池是指分別用二個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池。人們將這種靠鋰離子在正負(fù)極之間的轉(zhuǎn)移來完成電池充放電工作的，獨特機理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱“鋰電”。優(yōu)點：鋰離子電池的比容要好于鎳氫電池，對于同樣容量的鉛酸蓄電池來說，鋰離子電池的重量相當(dāng)于一臺筆記本電腦，這樣老弱婦孺就都可以使用了。其壽命也可以比鎳氫電池做得好。目前的手機電池基本上都是采用這種電池。缺點：鋰電池的內(nèi)阻相對比較大，在電動自行車上使用會出現(xiàn)電池即將完全放電的時候感覺車的動力不足。鋰離子電池更主要的問題是在過充電和過放電狀態(tài)電池會發(fā)生爆炸，手機電池都是使用的單體電池，再經(jīng)過良好的保護電路來配合使用，基本上杜絕了電池爆炸的問題。而在電動自行車上使用，必須要使用串連電池組，而串連電池組的保護電路的復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過單體電池的保護電路，其材料成本也大大增加。目前一個良好的鋰電池保護電路的成本接近電池本身的價格。一只合格的鋰離子紐扣需滿足以下條件（1）短路：不起火，不爆炸（2）過充電：不起火，不爆炸（3）熱箱試驗：不起火，不爆炸（150℃恒10min）（4）針剌：不爆炸（用3mm釘穿透電池）（5）平板沖擊：不起火，不爆炸（10kg重物自1M高處砸向電池）（6）焚燒：不爆炸（煤氣火焰燒烤電池）八、鋰二氧化錳鈕扣電池鋰二氧化錳鈕扣電池的特點：質(zhì)量能量比高,可達(dá)二320Wh/kg;輸出電壓高,標(biāo)稱電壓為3.0V,是傳統(tǒng)鈕扣電池的兩倍；終止放電電壓為2.0V，放電平穩(wěn)；使用溫度范圍寬（-40℃~+60℃），自放電率小，儲存壽命長，在室溫下可儲存10以上，使用安全可靠；無污染。以鋰為負(fù)極，正極為電解二氧化錳。電解質(zhì)為非水解有機電解液，因而在低溫條件下電解液的粘性會增大，從而影響性能。作為一次性鋰電池，鋰二氧化錳電池具有價格低、安全性高等優(yōu)點.紐扣電池對環(huán)境的影響一粒紐扣電池可以使600噸水無法飲用。對自然環(huán)境威脅最大的五種物質(zhì)，電池里就包含了汞、鎘、鉛三種。一塊紐扣電池可污染數(shù)十萬升水我國開展汞污染專項防治一節(jié)普通含汞電池能損壞一平方米的土地，一塊紐扣電池可污染數(shù)十萬升的水。汞污染已引起我國有關(guān)部門的高度重視。

我國是電池消耗大國，2001年我國電池的產(chǎn)銷量是140億節(jié)，約占世界電池總量的1/3。如果大家都使用含汞電池，會對我們的生存空間帶來威脅。而環(huán)保電池就是不含汞或汞含量極低的電池，使用它可以極大地減少廢舊電池對水、土壤的污染，從而將其對人體健康造成的危害降到最低限度。紐扣電池回收使用鋅電極的堿性電池、氧化銀電池、與鋅空氣電池中，負(fù)極的鋅與電解液中的成分可以產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，因而會受腐蝕而消耗，這不但會減損電池的可用容量，可能且會產(chǎn)生氫氣，造成密閉型電池內(nèi)部壓力增高而膨脹。為了抑制這樣的作用，通常會在鋅表面覆以少量水銀，但因此也造成廢棄的電池對環(huán)境所造成的汞污染。雖已有無汞鈕扣電池上市，但由于技術(shù)或?qū)＠?，無汞型鈕扣電池還不夠普及。紐扣電池的真?zhèn)巫R別方法隨著電子表、計算器、打火機、照像機等家用電器的日益普及，扣式電池(亦稱紐扣電池)，的應(yīng)用愈來愈廣泛。形形色色的假冒偽劣扣式電池也乘虛而入。目前市場上擺賣的扣式電池，主要來自三方面：一是國內(nèi)正規(guī)定點廠家，如常州電池廠獲國家銀質(zhì)獎的達(dá)立牌氧化銀電池和天津電池廠的天星牌電池；二是正宗進口電池，如日本的東芝、索尼，美國的UCAR等；三是假冒、偽電池。假冒、偽劣電池采用性能遠(yuǎn)比氧化銀材料差許多的堿錳材料，它們大都來自浙江永嘉、溫嶺、福建石獅、廣東寶安等地。識別偽劣貸，主要注意三個方面：(1)是從電池標(biāo)志上識別。它們一無商標(biāo)、二無產(chǎn)