一次水溶液电解质电池中的Zn-HgO体系

Zn-HgO体系一般称为汞电池，其阳极是锌汞剂，电解质是氢氧化钾浓溶液(其中溶有氧化锌且锌离子达到饱和)，阴极是HgO/C
(石墨)。
值得注意的是，在放电过程中，电解质恒定且反应物和生成物的化学位不变。由于电解质实际上未参与反应，因此工作电池只需要很少量的电解质;此外，电解质内阻相对稳定，具有较平坦的放电曲线。电化学位恒定意味着放电过程中ocv恒定。Latimer氧化势能表所列HgO(s)和ZnO(s)的生成自由能分别为58.4kJ/mol和318.2kJ/mol。因此，该电池反应的自由能变为259. 8kJ/mol，电池电动势为 1. 347V，这与商品电他的OCV (1.357V)很相近。当阴极混合物中加人MnO2时，ocv值稍稍增大。
电解液通常是浓度约为40%的KOH溶液，溶入足量氧化锌制成饱和溶液，并加人缓蚀剂。我们有时也用NaOH来代替KOH。采用苛性钠溶液不易流，但电阻较大。电解质中用纤维素来阻止流动。最常见的阳极是锌汞齐粉末和电解质(可能是凝胶状)共同压制成的多孔柱状片。另一种结构是“卷式阳极”，即用螺旋波纹锌箔与吸水性纸条交织形成，这种结构常见于二次Zn-HgO电他(波纹可增大表面积，为放电时氧化锌的沉积提供足够的空间)。阴极片由氧化汞和5%一10%细石墨组成，其中石墨是为提高导电性、最大程度地减小放电过程中生成的汞的聚结。阴极的容最总大于阳极，因此这种电池属于“锌限”，也就是说用完的电池中无剩余锌，锌可能被腐蚀进而增大电池内压。微孔塑料挡板通常放在阴极附近以防置换出的游离汞或石墨引起内部短路。对于放电电流低的电池，有必要采用较复杂的多重隔板。
锌一氧化汞电源应用广泛，主要用于小型便携式电子设备，这些设备要求在长时间放电过程中电压稳定。此外，这类电池还被作为电压参考标准用于稳压电源、电位计、图表记录仪等。汞电池与下面要谈到的价格较贵的锌一氧化银电池在市场上都占有一席之地。