R16 锌电池和纽扣电池

图 R16 展示了两种日常使用的不同电池。它们的工作原理可以和铅酸蓄电池类比(参见图 R15)。

锌电池

这种电池以它的发明者法国科学家勒克兰社(Leclanché)命名，有着很不寻常的结构。它是大家熟悉的1.5 V 类电池的基础，用在手电筒和其他需要电池的家用电器上。阴极是由一根处在中心的电流收集杆(可以用铜制)，周围是MnO₂、KOH、ZnO 和石墨粉的糊状物。高浓度的石墨粒子将电子传导到中心的电流收集杆上。阳极是由锌制成的电池外壳，放电时这层锌壳慢慢氧化成氧化锌。同时，阴极隔室里，MnO₂中的 Mn(IV)离子在石墨颗粒的表面被还原。两极隔室用蜡纸或蜡分隔开。

勒克兰社电池的半电池反应为:

锌(阳极，位于图 R07 中标准电极电势表的右上方)是还原剂，被氧化成锌离子。氧化剂是MnO₂(在 阴极隔室中)，位于 R07 中标准电极电势表的左下方。放电时，Mn(IV)离子被还原，Mn的氧化数由 +IV 变为+III。

两个半反应的标准电极电势可用来计算电池的标准电极电势:

实际上，电池电势为1.55 V，差别是由于电池中离子浓度为非标准条件所造成(见图R08)。

由于以下反应是不可逆的，所以这类电池不能充电:

纽扣电池

用在手表、照相机和计算器等处的纽扣电池，其工作原理相似。半电池反应为:

还原剂(阳极)也是金属锌。阴极隔室中的氧化剂是混合了石墨颗粒、氧化汞(II)和氢氧化钾(电解 质)的氧化银(I)。总的放电反应为:

这些电池很小，因此只有很小的容量。