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(lèi)，其化學(xué)電池應(yīng)用最為普遍。它們由陽(yáng)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(jī)內(nèi)的充電式鈕扣電池，一般商店并無(wú)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(lèi)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(dòng)玩具，心臟起搏器，電子助聽(tīng)器，計(jì)數(shù)器，照相機(jī)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(kāi)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(jià)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(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)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(jià)格比高(價(jià)為干電池2-3倍，大電流工作電能是6-8倍)等優(yōu)點(diǎn)而廣泛用于民用和工業(yè)。特別適用于閃光照相機(jī)，微型收錄機(jī)，攝像機(jī)，對(duì)講機(jī)，BP機(jī)，剃須刀，手掌型彩電和游戲機(jī)，玩具，遙測(cè)器，報(bào)警器，計(jì)算器，助聽(tīng)器，手電筒和電鐘等儀器設(shè)備。如AA型(五號(hào))堿性鋅錳電池用于閃光照相機(jī)可連拍8-10個(gè)膠卷，而干電池只能拍1-2個(gè)膠卷，鎘鎳電池就不能使用。可以說(shuō)凡是使用干電池，鎘鎳電池的都可由堿性鋅錳電池來(lái)取代。二、錘鈕電池該電池具有能量密度高、存儲(chǔ)性能好、自放電量小、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)。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(jī)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(zhǎng)期存儲(chǔ)、放電電壓平穩(wěn)、機(jī)械性能好的特點(diǎn)。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(kāi)路電壓分別為1.37V和1.60V。電池的電性能特征有:儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)。MR電池的開(kāi)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(shí)間的97%以上，能量密度高?？蛇_(dá)400mWh/cm3。鋅汞電池主要用于自動(dòng)曝光照相機(jī)﹑助聽(tīng)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(huì)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(shí)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(shí)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(shí)應(yīng)根據(jù)其位置的大小，選擇其中一種。其常用的型號(hào)有AG1、AG2、AG3、AG1O、AG13、SR626等，其型號(hào)AG為日本標(biāo)準(zhǔn)，SR為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)。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(huì)減損電池的可用容量，且會(huì)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(huì)在鋅表面覆以少量水銀，但也造成廢棄的電池對(duì)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(shí)回收，以免污染環(huán)境。五、過(guò)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(yáng)極(盂極)用過(guò)氧化銀做成。

原理陽(yáng)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(jí)間固體粉粒的移動(dòng)。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(yáng)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(qiáng)堿性，強(qiáng)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(shí)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(chǎng)合要及時(shí)更換耗盡的電池，經(jīng)常檢查電池狀況，較長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí)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(diǎn)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(gè)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(gè)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(lái)完成電池充放電工作的，獨(dú)特機(jī)理的鋰離子電池形象地稱為“搖椅式電池”，俗稱“鋰電”。優(yōu)點(diǎn)：鋰離子電池的比容要好于鎳氫電池，對(duì)于同樣容量的鉛酸蓄電池來(lái)說(shuō)，鋰離子電池的重量相當(dāng)于一臺(tái)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(jī)電池基本上都是采用這種電池。缺點(diǎn)：鋰電池的內(nèi)阻相對(duì)比較大，在電動(dòng)自行車(chē)上使用會(huì)出現(xiàn)電池即將完全放電的時(shí)候感覺(jué)車(chē)的動(dòng)力不足。鋰離子電池更主要的問(wèn)題是在過(guò)充電和過(guò)放電狀態(tài)電池會(huì)發(fā)生爆炸，手機(jī)電池都是使用的單體電池，再經(jīng)過(guò)良好的保護(hù)電路來(lái)配合使用，基本上杜絕了電池爆炸的問(wèn)題。而在電動(dòng)自行車(chē)上使用，必須要使用串連電池組，而串連電池組的保護(hù)電路的復(fù)雜程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)單體電池的保護(hù)電路，其材料成本也大大增加。目前一個(gè)良好的鋰電池保護(hù)電路的成本接近電池本身的價(jià)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(guò)充電：不起火，不爆炸（3）熱箱試驗(yàn)：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(diǎn)：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(chǔ)存壽命長(zhǎng)，在室溫下可儲(chǔ)存10以上，使用安全可靠；無(wú)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(jī)電解液，因而在低溫條件下電解液的粘性會(huì)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(jià)格低、安全性高等優(yōu)點(diǎn).紐扣電池對(duì)環(huán)境的影響一粒紐扣電池可以使600噸水無(wú)法飲用。對(duì)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(wàn)升水我國(guó)開(kāi)展汞污染專項(xiàng)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(wàn)升的水。汞污染已引起我國(guó)有關(guān)部門(mén)的高度重視。

我國(guó)是電池消耗大國(guó)，2001年我國(guó)電池的產(chǎn)銷(xiāo)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(huì)對(duì)我們的生存空間帶來(lái)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?gòu)U舊電池對(duì)水、土壤的污染，從而將其對(duì)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(huì)受腐蝕而消耗，這不但會(huì)減損電池的可用容量，可能且會(huì)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(huì)在鋅表面覆以少量水銀，但因此也造成廢棄的電池對(duì)環(huán)境所造成的汞污染。雖已有無(wú)汞鈕扣電池上市，但由于技術(shù)或?qū)＠颍瑹o(wú)汞型鈕扣電池還不夠普及。紐扣電池的真?zhèn)巫R(shí)別方法隨著電子表、計(jì)算器、打火機(jī)、照像機(jī)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(lái)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(chǎng)上擺賣(mài)的扣式電池，主要來(lái)自三方面：一是國(guó)內(nèi)正規(guī)定點(diǎn)廠家，如常州電池廠獲國(guó)家銀質(zhì)獎(jiǎng)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(jìn)口電池，如日本的東芝、索尼，美國(guó)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(lái)自浙江永嘉、溫嶺、福建石獅、廣東寶安等地。識(shí)別偽劣貸，主要注意三個(gè)方面：(1)是從電池標(biāo)志上識(shí)別。它們一無(wú)商標(biāo)、二無(wú)產(chǎn)