電池的正負極材料需要具備什麼特殊性質? - 社會議題
By Rae
at 2006-10-05T00:00
at 2006-10-05T00:00
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電池的發明為人類提供了活動能源,使人類活動力增強,對經濟有很大的貢獻.電池的正負極材料卻多是簡單的氧化劑和還原劑,但是雖然天然界裡氧化劑和還原劑不計其數,能作為電池的正負極材料的卻寥寥可數.是什麼特性使這些材料適合做電池?電池的正負極材料需要具備什麼特殊性質?
Update:
謝謝剛上國中的girl的回答,這些都了解,但重點在二氧化錳跟其他氧化物比有什麼特殊的地方?如果換二氧化鈦行不行?三氧化二鐵呢?為什麼?
Update 2:
我接觸過的電池材料不下二三十種,也因此有這個問題.譬如說同樣是氧化物,例如氧化銀,為何在一個系統裡(鹼液)好好的,在其他系統裡(例如鋰系統)就無作用?
王子提到的二氧化錳為去極化劑,那是七十年代的觀念,現在應該不這樣想了吧?
Update:
謝謝剛上國中的girl的回答,這些都了解,但重點在二氧化錳跟其他氧化物比有什麼特殊的地方?如果換二氧化鈦行不行?三氧化二鐵呢?為什麼?
Update 2:
我接觸過的電池材料不下二三十種,也因此有這個問題.譬如說同樣是氧化物,例如氧化銀,為何在一個系統裡(鹼液)好好的,在其他系統裡(例如鋰系統)就無作用?
王子提到的二氧化錳為去極化劑,那是七十年代的觀念,現在應該不這樣想了吧?
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社會議題
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By Rachel
at 2006-10-07T18:27
at 2006-10-07T18:27
而在電極之外,電解質 、隔離物及包裝電池等部分亦有許多的元素被使用,以下簡述部分材料。
二氧化錳
主要使用於錳乾電池與鹼乾電池中作為正極的活性物質之用,在製造方法上則有下述三者:取自天然二氧化錳 ( NMD )、化學合成 ( CMD )、電解方式取得 ( EMD: 將錳礦物溶於硫酸中製成硫酸錳溶液後,再以電解的方式取得二氧化錳 )
在NMD部分,主要產自墨西哥、希臘、巴西、紐西蘭以及非洲等地。但若考量到純度的問題,直接使用 NMD 為材料並不妥,可是因為 NMD 具有價格上的優勢;故亦有部分錳乾電池是以 NMD、EMD 兩者混和作為材料。
利用化學合成 ( CMD ) 所得到的二氧化錳因為其重負荷特性較EMD來得差,所以多與 NMD 或 EMD 混合使用。
鋅與鋰
此兩種金屬因為具有較容易變成離子的趨勢,主要用於負極材料上。在價格上,鋅較鋰便宜;但鋰是最輕的金屬元素,其比重只有 0.534,也因此每單位重量的電流密度在所有金屬中為最大。較值得注意的是,鋰與鈉都會與水發生反應。所以在使用的電解液中,就不能採用水溶液。
鈣
汞
與鎳鎘電池所使用的鎘相同,汞與鎘都是具有危險性且對環境造成污染的元素,但汞因具有能形成優異耐蝕性膜的特性,故於電池領域中有著極重要的地位。主要的用途為:一為用於汞極電池上;一為以汞合金態 ( amalgam ) 用於負極作為防止鋅腐蝕之用。於鹼乾電池中,汞與中心處的鋅合金化,並造成防止鋅表面腐蝕的效果。而汞合金中汞的用量約為鋅重量的 9~10%,但隨著技術的進步此比例已逐年下降。
汞約略可分為汞合金中的金屬汞,氧化汞之類的無機汞以及為有機化合物的有機汞數類。隨著存在型態上的不同,所造成的污染與毒性亦不同;其中,金屬汞與無機汞除了直接進入人體外,大致上並無太大的問題。 但有機汞則具有很強的毒性,加上不易自人體排除,因此在使用與回收上要相當的注意。
電解液(質)
http://www.nsc.gov.tw/dept/acro/version01/battery/...
http://www.nsc.gov.tw/dept/acro/version01/battery/...
By Daniel
at 2006-10-06T01:21
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