干电池是一种伏打电池，利用某种吸收剂（如木屑或明胶）使内含物成为不会外溢的糊状。常用作手电筒照明、收音机等的电源·我国干电池技术经过多年发展，其比能量、循环寿命、高低温适应性等问题已有所突破。智研数据研究中心表明，目前我国正逐渐缩小与国际领先技术的差距，在部分核心技术方面已达到国际水平，并且越来越多地进入国际市场。

概述

干电池，为锌锰电池，或称碳锌电池，干电池属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池，因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物，所以叫做干电池，这是相对于具有可流动电解质的电池说的，干电池不仅适用于手电筒、半导体收音机、收录机、照相机、电子钟、玩具等，而且也适用于国防、科研、电信、航海、航空、医学等国民经济中的各个领域，十分好用。

国内发展

据《2013-2017年中国干电池制造行业产销需求与投资预测分析报告》[2]数据显示，“十一五”期间，我国干电池市场规模迅速扩大，产量平均以每年约20%的速度快速增长，总体规模增长了2倍，由2005年的约7000万多KVAh上升至2010年的14416.68万KVAh。2011年，我国干电池行业产销规模均有所扩大，利润及销售利润均大幅上升，行业经营效益较好。2011年我国干电池行业的资产总额为880.91亿元，同比增长39.35%;实现销售收入965.15亿元，同比增长32.40%;实现利润总额57.20亿元，同比增长10.81%。与此同时，干电池技术经过多年发展，其比能量、循环寿命、高低温适应性等问题已有所突破。目前我国正逐渐缩小与国际领先技术的差距，在部分核心技术方面已达到国际水平，并且越来越多地进入国际市场。

历史

1780年的一天，意大利解剖学家伽伐尼(Luigi Galvani)在做青蛙解剖时，两手分别拿着不同的金属器械，无意中同时碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到电流的刺激，而如果只用一种金属器械去触动青蛙，就无此种反应。伽伐尼认为，出现这种现像是因为动物躯体内部产生的一种电，他称之为“生物电”。

1799年，伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是，他把许多锌片与银片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片，平叠起来。用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功制成了世界上第一个电池——“伏特电堆”，这个“伏特电堆”实际上就是串联的电池组。

1836年，英国的丹尼尔对“伏特电堆”进行了改良，又陆续有效果更好的“本生电池”和“格罗夫电池”等问世。然而在当时，无论哪种电池都需在两个金属板之间灌装液体，搬运很不方便，特别是蓄电池所用液体是硫酸，在挪动时很危险。

干电池的鼻祖在19世纪中期诞生。1860年，法国的雷克兰士(George Leclanche）发明了碳锌电池，这种电池更容易制造，且最初潮湿水性的电解液逐渐用黏浊状类似糨糊的方式取代，于是装在容器内时，“干”性的电池出现了。

1887年，英国人赫勒森(Wilhelm Hellesen）发明了最早的干电池。相对于液体电池而言，干电池的电解液为糊状，不会溢漏，便于携带，因此获得了广泛应用。

组成原理

普通干电池大都是锰锌电池，中间是正极碳棒，外包石墨和二氧化锰的混合物，再外是一层纤维网.网上涂有很厚的电解质糊，其构成是氯化氨溶液和淀粉，另有少量防腐剂，最外层是金属锌皮做的筒，也就是负极，电池放电就是氯化氨与锌的电解反应，释放出的电荷由石墨传导给正极碳棒，锌的电解反应是会释放氢气的，这气体是会增加电池内阻的，而和石墨相混的二氧化锰就是用来吸收氢气的，但若电池连续工作或是用的太久，二氧化锰就来不及或已近饱和没能力再吸收了，此时电池就会因内阻太大而输出电流太小而失去作用，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，二氧化锰也到了还原恢复，那电池就又有活力。   

化学方程式为：Zn+2MnO2+2NH4Cl= ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O

主要结构

正极材料：Mn、石墨棒 

负极材料：锌片 

电解质：NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊状物 

电池符号可表示为 

 Zn|ZnCl2、NH4Cl（糊状）‖Mn|C（石墨） （+） 

负极：Zn-2e-=Z + 

正极：2Mno2+2NH4++2e-=Mn2o3+2NH3+H2o 

总反应：Zn+2Mno2+2NH4+= Zn2++Mn2o3+2NH3+H2o 

锌锰干电池的电动势为1.5V，因产生的NH3气被石墨吸附，引起电动势下降较快。如果用高导电的糊状KOH代替NH4Cl，正极材料改用钢筒，Mn层紧靠钢筒，就构成碱性锌锰干电池，由于电池反应没有气体产生，内电阻较低，电动势为1.5V，比较稳定。 

干电池属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池，它碳棒以为正极，以锌筒为负极，把化学能转变为电能供给外电路。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。

主要类型

干电池已经发展成为一个大的家族，到目前为止已经约有100多种。常见的有普通锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池、锌-空气电池、锌-氧化汞电池、锌-氧化银电池、锂-锰电池等。 　　

对于使用最多的锌-锰干电池来说，由于结构的不同又可分：糊式锌-锰干电池、纸板式锌-锰干电池、薄膜式锌-锰干电池、氯化锌锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、四极并联锌-锰干电池、迭层式锌-锰干电池等。

技术参数

标称电压

通俗讲就是正常工作时的路端电压，严格说是新电池电压值到最低电压值时间的平均电压。新电池或刚充完电的电池电压会略高于额定电压，开始使用后马上就会落到这一值上，此后能在这一值上保持较长的时间。当低于该电压后，电池电压就会较快地下降，直至不能使用。

容量

电池的电能量，一般用mAh,500mAh则表示此电池以50mA的电流放电,能工作10小时。这样的计量较为粗糙，因为不同性质的电池在以不同电流放电时，工作时间是不成线性比例的。故较严格的电池容量是用对多少欧姆由于自放电率较高，一般直接给出自放电率，每月百分之几（[%]/月）。

选购方法

1、根据需要选择电池，例如：用在闪光灯、相机、MP4、电动玩具等需要大电流输出的器具上，最好选用碱性锌锰电池（L）。用在遥控器、钟表等一般用电需求的器具上，选用普通锌锰电池（S、C、P）即可。 

2、注意电池的储存期。普通锌锰电池保质期为2年，购买时应选择近期生产的产品，碱性锌锰电池和普通锌锰电池的区别电池在常人的眼里分碱性和普通锌锰电池两种。过去人们在日常使用中常感到电池的使用寿命不如想像中理想，这就是碱性锌锰电池和普通锌锰电池的区别。在日常使用中，闪光灯、相机、MP4、电动玩具等这样大流量的电器具最能显示出碱性电池和普通锌锰电池的特点。 

3、碱性锌锰电池在分别使用闪光灯次数为144次，照相机胶卷8卷，玩具开动183分钟。这些指数均比同期使用中的普通锌锰电池平均好6.86、4.38、3.81倍，并且在性能价格比也好4.34、2.78、2.41倍。对消费者来说，使用碱性锌锰电池可以合理放心使用的。

 4、注意查看生产日期，储存期越短越好； 用万用表D C 5 0 0 m A 挡测短路电流，此法虽简单但不准确，也不安全，实质是从瞬间短路电流判断其内阻大小，内阻越小越好。若采用两次测量电压法既安全又可靠，将两只2 . 2 V 小电珠并联后用导线引出两个夹子，先测出电池的开路电压，再将小电珠夹子夹在表笔上，再测出由池带负载后的申压,比较两次电压的差越小越好。 这个方法判别6 ~ 9 V 叠层电池更实用，此时小电珠应串连。除可充电池外其他一次性电池均可行，改用数字电压表测量更准确。

测试电压

干电池电压是干电池性能的重要性能指标之一，它表示干电池在一定状态下 电池两端的电势差，单位伏特（V）

选定一个适当的负载电阻并联在电池的正负极间。

电池电压跟剩余电量存在某种已知关系，所以根据电池的容量及用途,再测量电阻两端电压，看此时电池在带负荷时电压较空载时下降程度，就可以判断电池的电量；不过前提条件是不施加任何负载的情况下，加负载后，电池电压会因为内部阻抗引起压降失真，并随随时间的推移以不同速率逐渐降低，并且在去除负载后逐渐身高。因此如果施加负载的话，会影响干电池电量的检测结果。

万用表也可以准确测量干电池的电压，通过测量干电池电压的高低，对电量进行判断，干电池有碱性电池和碳性电池。

如果测量电压不小于干电池的标注电压时，说明干电池的电量是充足的；小于干电池的标注电压越多，说明干电池亏电越多，由于型号的不同干电池的检测结果会受到影响，但是对单节干电池来说，只要使用是普通指针式万能表，将万能表选最大电流档（0.5A-1A），负表笔接电池负极，正表笔在电池正极上迅速碰一下，注意观察表针运动（短路电流）情况，便知道电池还剩多少电量了。

环境污染

电池对环境污染很严重，一节电池可以污染数十立方米的水，有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病之类的危害，还有一节5号废电池就可以使一平方米土地荒废。电池主要含铁、锌、锰等，此外还含有微量的汞，汞是有毒的。

废电池中含有汞、镉、铅、锌等重金属有毒物质。人若汞中毒，会损害中枢神经系统，死亡率高达40%；镉的主要危害是肾毒性，还会续发“痛痛病”（ 引起骨质疏松，软骨病和骨折）同时还是致癌物质；人体食用含铅的食物，会影响酶及正常血红素合成，影响神经系统。

废电池在填埋处理一个月内，其金属外壳就会被腐蚀穿孔，废电池中的有害物质就会进入土壤、水体，对环境造成污染。据环保专家测试，如果6吨生活垃圾中混入一粒含汞电池，当这些垃圾进行填埋后，土壤中汞的浓度就会超过安全标准；若废电池混入生活垃圾进入焚烧厂，则其中的汞、镉等金属将会在高温下气化排入大气，使大气环境受污染，影响人体的健康。 　正常使用时电池中的汞、镉等并不会渗漏出来造成危害。 

处理方法

2003年10月9日，中国发布的《废电池污染防治技术政策》。其中指出废一次电池的回收，应由回收责任单位审慎地开展。在缺乏有效回收的技术经济条件下，不鼓励集中收集已达到国家低汞或无汞要求的废一次电池。

2006年起中国大多数干电池已不再含汞、铅等重金属，直接丢到生活垃圾里就行了，集中处理反而会造成一定的污染。专家则指出中国相关法规也确实不鼓励集中收集已达到国家低汞或无汞要求的废一次电池，然而日常生活中仍然使用着的一些危险性废电池（如含汞纽扣式电池、含镉充电电池），却往往在这一模糊的规定中成为管理真空。

2008年颁布的《国家危险废物名录》规定：家庭日常生活中产生的废镍镉电池和氧化汞电池以及电子类危险废物等，可以不按照危险废物进行管理；但从生活垃圾中分类收集后，其运输、贮存、利用或者处置，按照危险废物进行管理。

回收再生

电池产业方面回收是最被呼吁的话题，国内和国际上对于干电池的含汞量进行了严格的规定，市面的干电池可以随垃圾处理，但是，如果一个地方聚集了太多的干电池，又或者干电池未达到环保指标，则从资源再利用的角度来看，还是有着干电池回收和利用的市场空间。从干电池的主要品类锌锰电池和碱性锌锰电池来看，回收可以获得汞、锌、镉等金属，并彻底解决电池造成的污染。对干电池而言，其回收利用技术主要有三种，它们分别是：人工分选法、火法回收、湿法回收。

一、人工分选法：将干电池分类成碳性电池和碱性电池后，通过机械剖开，然后用人工方法分离出锌皮、二氧化锰(需进一步脱汞)、炭棒、塑料盖等，这是着眼于全面循环利用的一种方法。

二、火法回收：干电池被分类、破碎后，送入高温炉(1)、锌及氯化锌被氧化成氧化锌随烟排出，由旋风除尘器回收其粉末再进一步合成为氧化锌制品;(2)、残存的二氧化锰及水锰石进入残渣，视经济价值可确定是否再回收锰粉，这一方法主要着眼于对锌的回收。

三、湿法回收：主要是利用化学反应，(1)、将干电池分成碳性和碱性电池后破碎，可将破碎物置于浸出槽中，加入 100-120g/L的稀硫酸进行浸出，得到硫酸锌溶液，再由电解法得到金属锌;、分离出铜脂、碳棒后，剩余的二氧化锰残留物和水锰石经煅烧后制得二氧化锰。与上述人工分选和火法回收相比，这一方法回收和处理的有害成分不全面。

事实上，上述三种方法也还是会有遗留的有害物质的，特别是湿法回收的问题更严重。为此，需要在回收利用当中兼顾二次污染的预防。采取的方法是在上述三种方法中同时加入一些分选和提取步骤，延长回收加工过程，使上述方法中过于粗糙的部分更加细化，尽量恢复干电池在制成前的“原生态”，恢复铜、铁、锰、锌等的自然形态。这样，在回收过程中遗留下的溶液或者灰渣也就是没有污染的了。