影响可充碱锰电池可充电性能的MnO2电极反应
锌电极在碱性溶液中有良好的可逆性。影响电池可充电性能的关键是MnO2电极的性能和结构。
在碱性电解液中,如果锌—锰电池放电深度不太深,例如只放出MnO2电极单电子放电容量的三分之一,则电池可进行40—50次充放电循环。即如果放电控制在第一步Mn02还原到MnOOH,则MnO2电极具有可充性。
根据MnO2电极在KOH溶液中的放电曲线,依据Mn02还原的第一步反应,由于碱的浓度高,放电时,固相中MnO2浓度降低,MnOOH浓度升高,因而使Mn02电极电位降低,AQ段呈S形,这一阶段的最大限度是Mn02全转变为MnOOH。如果放电终止电压能控制在这一段范围内,MnO2电极可以充放循环100次以上。但如果放电进入第二步反应阶段,则充放几个循环就会失效。
MnO2还原的第二步反应为MnOOH+H20+e→ Mn(OH)2+OH-
这一反应是溶解沉淀过程的非均相反应,生成新的固相Mn(OH)2,放电曲线是一个平台。