碱性锌锰电池构造(灰色那坨是啫喱状的阳极)
电极怎么会是啫喱状的呢?
其实在电池的阳极,粉状的锌被掺在了增稠剂(如羧甲基纤维素,聚丙烯酸钠)里,它们形成了啫喱状的物质。啫喱状的电极可以增加反应接触面积,还可以吸收震动。
当电池放电(也就是被使用)时,阳极的锌会开始氧化,形成Zn(OH)42-离子,它们会沉淀成为氧化锌(ZnO)。这种氧化锌形成了一种多孔的网格结构,而锌的这种变化增加了电池的弹性(恢复系数),使电池可以在桌面弹起来。
新碱性电池的阳极(左)和放完电的阳极(右)
doi: 10.1039/c5ta01576f
当电量只剩50%的时候,电池内部的含锌阳极已经完全成为了类似于陶瓷的固体,而此时电池的弹性(恢复系数)也达到最大,不会再显著增加了。
随着电量的降低,碱性电池的弹性增加。但是电量消耗一半以后,弹性就不怎么变化了。
doi: 10.1039/c5ta01576f
啥意思呢?
用人话来说,这种方法可以很好地区分新电池和用过的碱性电池。但是对于电量都不足50%的碱性电池来说,这种方法就不怎么灵了。
Steingart 还说,帮助这项研究进行电池测试的金霸王(Duracell)公司指出,它家的电池可以承受从30厘米高的地方坠落。所以大家如果用这个牌子的电池做实验,别超过这个高度就可以了。
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