干電池是日常生活中使用最多的一種直流電源。使用過干電池的人一定都會有這樣的經歷:已經用完了的電池放置一段時間后,拿出來使用竟然還有一點電。你有沒有想過這是為什么呢?
要想弄清這個問題。首先我們要了解一下干電池是如何來對外供電的。
干電池是一種化學電池。也就是把化學能轉化為電能的一種電源。我們見到的干電池大多是鋅錳電池,也叫碳鋅電池,它是把鋅做成筒狀當負極,用碳棒做正極。鋅做成筒狀是為了盛裝氯化銨、氯化鋅和淀粉組成的糊狀電解質。碳棒則被二氧化錳、碳粉等去極化混合物包圍。
干電池是由于電池內部自發地進行氧化反應和還原反應(九年級化學中將學到,感興趣的同學可以問老師或查看化學課本),從而把化學能轉化為電能的。這兩種反應分別在兩個電極上進行。
電池內部在發生化學反應時,會產生氫氣附著在碳棒上。氫氣本身的電阻很大,會阻礙電子的移動,從而使電池對外提供的電流大大減小(這種現象叫極化)。所以在干電池中要加入二氧化錳作為“去極化劑”。但二氧化錳是一種不良導體,在電池中加多了,也會影響到電池對外提供電能。于是,在電池中便又加入了導電本領較好的碳粉,一是用來導電。二是用來吸收化學反應過程中生成的部分氣體。
如果電池放電時間較長,產生的這些氣體來不及被吸收、擴散,就會在碳棒周圍越集越多,導致電池的電阻增大,這時整個電池對外供電的能力就開始下降。時間越長,電池的供電能力越弱,最后就不能再供電了。
但這時,電池實際上并不是完全沒有電,只是產生的氣體阻斷了電池內部的化學反應。當把這樣的電池放置一段時間后,這些氣體慢慢散去,電池內部化學反應又可以繼續進行了,于是,這個電池就重新有電了。
生活中,當遇到電池沒電了,有人會這么做:把電池捏一捏,或者摔兩下,用嘴咬一咬,這個電池又能使用一會兒。這種方法其實是借助外力使電池內部的電解質與電極重新接觸而發生化學反應,從而繼續產生電流。但是,這時電池內部的大部分反應物已經反應完了,只有少量的物質沒有反應,所以,即使產生了電流,電流也很小,很微弱。
這樣看來,一些廢舊的電池之所以在放置一段時間后能再“生”出電來,主要是因為電池內部少量的反應物還沒有反應完,在放置一段時間后,它們又能夠互相接觸發生化學反應,從而產生了一點點的電能。
責任編輯 程 哲