原电池

一个碳锌干电池是一个原电池，因为一旦电池放电完毕，不能够被再次充电而只能被丢弃。“电池翻新”曾经也出现在市场上，能够通过对电池加上一个反向电流来恢复已经部分放电的电池电量。但这些设备往往只能暂时的充电而且容易导致电池泄漏以及爆炸。与其它种类电池相比，碳锌电池之所以更容易泄漏，是因为锌同时作为放电时被消耗的负极和电池容器。锌锰电池发明于19世纪60年代，并在后来通过改进电解液形式成为干电池。

化学反应

碳锌电池的容器是一个锌罐。里面有一层由NH 4 Cl和ZnCl 2 所构成的糊状液体，这个糊状液体通过一个纸层与粉末状的碳和二氧化锰隔开。这些粉末填充在一个碳棒的周围。

碳锌电池的横截面。1：金属帽（+），2：石墨棒（正极），3：锌外壳（负极），4：二氧化锰，5：潮湿的氯化铵糊状液体（电解质），6：金属末端（-）

在这个干电池里，最外层的锌是电池的负极。在半反应中，锌被氧化，如下式所示：

一个由粉末状碳和二氧化锰所围绕的石墨棒作为正极。其中，二氧化锰和碳粉混合是为了增加正极的导电性。阴极反应如下图所示：

H 来自于NH 4 ( aq ):

产生的NH 3 可以与Zn 结合。

在整个半反应中，锰的氧化态由+4被还原到了+3。

尽管很多副反应也可能发生，但锌碳电池的总反应还是可以由下式表示：

碳锌电池的电动势大约是1.54V。电动势的不确定是由于阴极反应十分复杂，相比来说，阳极反应（锌端）则有一个已知的电势。副反应及活性反应物的消耗直接导致电池的内阻增加，电池电动势降低。

氧化半反应：

Zn→Zn +2e

还原半反应：

2NH 4 +2e →H 2 +2NH 3

2MnO 2 +H 2 →Mn 2 O 3 +H 2 O

Zn +2NH 3 +2Cl →Zn(NH 3 ) 2 Cl 2

总反应：Zn+2MnO 2 +2NH 4 Cl→Zn(NH 3 ) 2 Cl 2 +Mn 2 O 3 +H 2 O

泄漏

当一个碳锌电池使用一段时间以后，由于金属锌被氧化成为锌离子，锌外壳会逐渐变薄。因此，氯化锌溶液常常可以从电池中泄漏出来。泄漏出来的氯化锌往往会使电池表面变粘。一些老的电池没有泄漏保护。一个锌碳电池的使用寿命比较短，保存期一般为一年半。

另外，就算电池没有使用，锌外壳也会慢慢的变薄。这是因为电池内的氯化铵有弱酸性，可以与锌反应。

氯化锌电池

高能氯化锌电池是简单锌碳电池的一个改良版，用来提供更长的使用寿命以及更稳定的电压输出。与普通锌碳电池相比，氯化锌电池的电解液不含氯化铵，由纯的氯化锌糊状液体构成。因此，阴极反应也有一些不同：

总反应如下：

环保

过去锌锰电池常加入汞以抑制负极的析氢腐蚀。出于环保考虑，中华人民共和国于2001年和2005年分两阶段对锌锰电池的含汞量作出了限制。现在，中华人民共和国出售碱性锌锰电池含汞量不高于0.0001%，碳锌电池含汞量最高不超过0.025%。不过，钮扣锌锰电池的含汞量依然没有作出要求。

参见

原电池

闪光灯电池 （ 英语 ： Photoflash battery ）

参考资料

Eveready：碳锌电池使用作明书

Rayovac：碱性与高能电池使用说明书

Power Stream电池化学常见问题与解答

电池组成

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