干电池的工作原理（干电池工作原理解析）

现在的科学技术发展那是日新月异，这其中人们能直接感受到的那就是电子产品。

但除了电池，近几十年的电池的发展可以用不争气来形容，也有人说电池的发展严重拖了现代科技的后退。

说起电池相信都不会陌生，它在我们的生活中扮演着相当重要的角色，遥控器，玩具，闹钟等等都离不开电池，尤其是干电池。

那么这种干电池如何存储能量的，还有电池上的聚能环到底是什么呢？

干电池是一种用糊状电解液来产生直流电的化学电池，它也是一次性电池，常见的干电池有锌锰电池，锌汞电池，碱锰电池等；还有一种可充电电池，可反复多次补充电量，可循环使用，如镍镉电池，镍氢电池等，由于其体型小巧，携带方便等优点，在诸多小功率的电子产品上使用广泛。

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电池的发展历史

电池的发明历史可追溯到18世纪末期，1780年意大利科学家在进行青蛙实验时，用铜制的解刨刀碰触到放在铁盘上的青蛙腿时，蛙腿的肌肉开始抽搐，仿佛受到电流的刺激。

后来福特认为这是金属与蛙腿组织液之间产生的电流刺激造成的。

1800年福特据此设计了，被称为伏打电堆的装置，锌为负极，银为正极，用盐水作电解质溶液。

1836年丹尼尔发明了世界上第一个实用电池，铜锌电池，并应用于早期铁路的信号灯上。

为什么电池如此不争气

衡量电池容量大小的主要指标就是能量密度，而现在主流的干电池的能量密度，平均只有汽油的百分之一左右，可以说是相当的差了。

如此不堪的能量密度与电池的材料还有结构有关，像我们常用的碱性电池，它的正极是二氧化锰，负极是锌粉，二者之间填充的是电解质，用来传递氢氧根离子，当电池工作的时候，锌和二氧化锰之间的氧化反应还原反应会产生1.5伏的电压。

仅看负极材料，锌的能量密度只有汽油的十分之一左右，也可以说是很低能了，而在结构方面，碱性电池更是好不到哪里去。

首先电池不能像汽油那样直接从空气中获取氧气，必须自备氧化剂和电解质。

其次电池中还有一大部分的封装材料，比如为了防止电池短路，所有电池都必须在两块金属之间加一个绝缘的底圈，所有这些都大大挤占了发电材料的可用空间，稀释了电池的能量密度，低能的电池材料和有限的结构空间，也就束缚了电池的发展。

什么是聚能环

所有的干电池由于外壳都是金属，就要用一个绝缘件将外壳正负极隔开，以防止短路和漏电，所以通常就会用一个塑料片来隔开正负极，因为塑料片即绝缘又廉价是最好的选择。

所以说这个塑料片的作用就是防止短路和漏电，但是有些电池是看不到这个塑料片的，这是由于其内部正负极结构不同，塑料片安装在电池内部而已，而有的电池是将绝缘塑料片放在了外面，这个塑料片就是聚能环。

电池的工作原理

自从电池最初通过在盐水中放入两块不同的金属，电流就会通过电线从一块金属传到另一块金属上面，转眼间过去这么多年，电池的工作原理任然没有发生改变。

干电池属于化学电源中的原电池，它是以金属帽为正极，以锌筒外壳为正极，将化学能转变成电能供给设备使用。

如碱性锌锰电池，电池放电就是氯化铵与锌的电解反应，释放出来的电荷由黄铜为收集器，在化学反应中由于锌比锰活泼，锌失去电子被氧化，锰得到电子被还原，锌的电解反应是会被释放氢气的，这气体是会增加电池内阻的，二氧化锰就是用来吸收氢气的。

但若电池连续工作或者用得太久，二氧化锰就来不及或已经饱和没有能力再吸收了，此时电阻就会因为内阻太大而输出电流太小而失去作用，而此时若将电池加热或放置一段时间，它内部的聚集氢气就会受热放出或缓慢放出二氧化锰到了还原恢复，那电池就会又有活力了。

电池的制造过程

来看看外面常用的碱性锌锰电池是怎么制造出来的，首先将钢质外壳做成直径13毫米的圆筒状。

电池中的黄铜集电器是电池的核心，将黄铜线剪成4厘米的长度，黄铜是很好的导体，因为含铜量高，但黄铜表面还有可能粘有油污，所以还要将剪好的黄铜在沙子里翻滚将表面抛光干净和去除毛边，在每根黄铜上焊接一个镀镍缸盖。

将容易释放电子的锌熔化，通过机器将熔化的锌变成糊状。

将二氧化锰混合石墨的粉末压缩成适合放入电池内的小丸状，然后放入镀镍的电池钢壳内。

通过振动盘和输送带将电池送去组装，由机器插入隔离膜再注入碱性电解质溶液，机器给电池内加入糊状锌，在装入黄铜电棒，通过机器将每个电池密封起来，表面经过贴包装纸测试就可以包装出厂了。

前面说到电池受制于结构和材料而发展非常缓慢，但技术总是在发展的，现在就让我们看到了希望，一款号称永不断电的电池问世了，一直有电，莫非用的是核电？这种电池之所以电用不完，是因为一直在充电，也是，一直在充电中的电池怎么会用完嘞。

这种电池中内置了接收器，通过接受安装在室内的发射机传送的无线电讯号来获取电能，而这种信号就像WIFI一样即无处不在又不会影响人体健康，无论你身处何处都能获取连续不断的电力补充，像遥控器，钟表这些需要装电池的电子设备装上这种电池就再也无需更换了。

这种电池的诞生不仅有可能成为碱性电池和充电电池的终结者，还能减少对环境的危害，因为无需更换，所以将减少废旧电池的丢弃，希望这种电池能早日得到应用。