3.3二氧化锰电极1、二氧化锰:MnO,为正极活性物质,是决定电池性能的主要原材料之一。电池工业上所用的MnO2(常称锰粉)有四种即天然锰粉(天然软锰矿)、、电解锰粉、活化锰粉和化学锰粉。电解二氧化锰由电解硫酸锰溶液制得,二价锰离子在阳极上氧化生成二氧化锰:Mn2+ + 2H,0 → MnO, + 4H+ + 2e
3.3 二氧化锰电极 1、二氧化锰: MnO2为正极活性物质,是决定电池性能的主要原 材料之一。电池工业上所用的MnO2 (常称锰粉)有四种, 即天然锰粉(天然软锰矿)、电解锰粉、活化锰粉和化学锰 粉。电解二氧化锰由电解硫酸锰溶液制得,二价锰离子在 阳极上氧化生成二氧化锰: Mn2+ + 2H2O → MnO2 + 4H+ + 2e
电解锰粉纯度高,有害杂质少,电化学活性好,采用电解锰粉是提高锌锰干电池电容量的有效方法
电解锰粉纯度高,有害杂质少,电化学活性好, 采用电解锰粉是提高锌锰干电池电容量的有效方法
2、MnO,电极的电化学行为:行X电池电压04口2003004T(min)8门o21S7图2-1.锌锰电池放电电压及电极电位随时间的变化曲线锌锰电池工作时,日电池的工作电压降主要来源于正极电极电势的变化
图2-1. 锌锰电池放电电压及电极电位随时间的变化曲线 2、MnO2电极的电化学行为: 锌锰电池工作时,电池的工作电压降主要 来源于正极电极电势的变化
二氧化锰阴极还原过程一一一质子-电子机理(2-1)MnO, +4H+ +2e→Mn2++2H,0MnO,+H++e→MnOOH(2-2)通过对产物的分析,表明Mn2+是少量的,Mn3+化合物MnOOH是主要的。所以(2-2)式是主要反应,一般将二氧化锰电极反应写成(2-2)式。此过程为二氧化锰阴极还原过程的初级过程。不论在酸性、碱性还是中性介质中,放电的初级过程都是相同的
二氧化锰阴极还原过程- 质子-电子机理 MnO2 +4H+ +2e→Mn2+ +2H2O (2-1) 通过对产物的分析,表明Mn2+是少量的,Mn3+ 化合物MnOOH是主要的。所以(2-2)式是主要反 应,一般将二氧化锰电极反应写成(2-2)式。此过 程为二氧化锰阴极还原过程的初级过程。不论在酸 性、碱性还是中性介质中,放电的初级过程都是相 同的。 MnO2+H++e→MnOOH (2-2)
反应的过程:晶格示意图e02.02-02-Mn3+Mn+Mn4+OH-Mn4+HoH02-02-02.Mn4+Mn4+Mn4+02-02-02-HOHMn4+Mn4+Mn4+02-0202-MnO,/溶液界面上进行初级过程示意图
Mn4+ Mn4+ Mn4+ O2- O2- O2- O2- Mn4+ Mn4+ Mn4+ O2- O2- O2- O2- Mn4+ Mn4+ O2- O2- O2- OHH+ OH- H+ e Mn3+ OHO M 2- n4+ 反应的过程 : 晶格示意图 MnO2 /溶液界面上进行初级过程示意图