碱性锌锰电池是一种非常常见的电池类型. 随着其生产工艺的改进, 材料, 和结构, 它的电池容量, 力量, 和放电性能显着提高. 但另一方面, 电池漏液问题一直没有得到彻底解决.
碱性电池漏液问题会严重损害电池的寿命并腐蚀电子设备, 造成很大的安全隐患. 所以, 避免和解决电池漏液问题一直是各大电池厂商正在研究的课题.
碱性电池漏液的原因涉及多方面且原理复杂. 本文将为您介绍电池漏液的常见原因及解决方法.
碱性电池漏液的原因
电池漏液是指电池内部电解液泄漏的现象. 原因很复杂, 常见原因包括组件质量和物理损坏, 电池蠕变, 和析氢反应.
1. 部件质量和物理损坏
碱性电池的组成主要包括正极材料和负极材料, 集流体铜针, 隔膜, 绝缘体, 密封剂, ETC. 此外, 电池内部金属和非金属部件之间有多个连接点, 所以电池的密封性能非常重要.
碱性电池的外壳通常为圆柱形. 如果形成毛刺, 裂缝, 或生产过程中表面涂层不均匀, 会破坏电池的密封效果. 当然, 除了钢壳之外, 电池组件的任何损坏都会导致电池性能受损, 然后就会发生泄漏.
此外, 物理损坏导致电池漏液, 包括电池密封件的磨损, 组装过程中电池配件的污染, 密封胶涂抹不均匀, ETC.
2. 电池蠕变
电池蠕变是指电池的电解液或其他化学物质发生化学反应并从电池中溢出的现象. 可能会导致电池漏液.
如果电池密封不好, CO2 进入电池, 锌粉暴露在空气中时间过长, ETC。, 电池负极锌粉表面的KOH会与CO2反应生成K2CO₃覆盖在锌粉表面, 这会加剧电池的蠕变效应.
3. 析氢反应
在碱性锌锰电池中, 一旦将锌注入钢壳中并且电池被密封, 氢气会引发锌的自放电. 自放电会导致金属锌不断溶解, 并且产生的氢气会不断积累, 导致电池内部压力继续增大, 最终导致电池漏液.
电池内部, 有些金属离子也会在锌表面发生化学反应，形成金属, 会加速锌的腐蚀. 这个过程可能会在很短的时间内对电池造成很大的损害.
此外, 电池深度放电后, 电池处于低电压状态, 而且电池内部的锌仍然会发生自放电. 此时, 析氢反应主要是锌负极与钢壳或铜针形成原电池, 正极区域发生析氢反应.
碱性电池漏液的解决方法
1. 生产流程及质量控制
电池组件的质量和电池的制造工艺是决定电池性能的首要因素.
防止电池组件质量问题损害电池的密封性能, 电池生产企业需制定严格的质量和质检标准. 除了控制尺寸之外, 涂层, 以及电池的外观, 还要注意电池是否顺畅, 并消除有毛刺的零件, 划痕, 和变形.
在电池组装过程中, 尽量避免因外力作用造成配件变形. 应严格控制碱性溶液的注入量, 应防止碱性溶液粘附在机械设备上.
此外, 电池制造过程中应控制环境温度, 并适当增加正负极活性材料的比例，以增加电池容量. 如果天气潮湿, 原料使用前应干燥.
2. 抑制析氢反应
在过去, 人们通常在碱性电池中添加金属汞以避免锌腐蚀. 水银有很多优点, 如可以增加负极氢的析出电位, 提高负极放电的反应效果和正极的导电性能, 它还可以提高电池的抗冲击能力, 抑制集流体与钢壳的析氢反应.
虽然水银有这么多优点, 其环境污染难以消除. 所以, 碱性电池必须不含汞. 利用其他方法达到汞的效果而不危害环境是工程师们一直在研究的课题. (我在另一篇文章中讨论了如何使碱性电池无汞, 点击这里 了解详情。)
简而言之, 通过多种方式解决锌的腐蚀问题最终可以改善电池漏液问题.
从以上内容来看, 我们知道，碱性锌锰电池的漏液问题是多种因素综合影响的结果, 比如生产过程, 外部环境, 原材料质量, 化学反应, ETC. 如果我们想解决泄漏问题, 我们需要综合考虑各个方面. 我相信随着科技的进步, 电池漏液问题一定会得到解决.
