在第二次世界大战期间,恒压、高容量、长寿命变得至关重要电池在极端热带条件下使用的系统。氧化锌汞电池的技术早在100多年前就已为人所知,但在第二次世界大战期间,塞缪尔·鲁本(Samuel Ruben)首次实际使用了这种技术。因为它是恒定而稳定的电压特征,在手表,摄像机和其他小型电子设备中使用特别有利。它也用于起搏器的一些早期模型。
由于其极稳定的输出电压特性氧化汞电池广泛用作电气中的电压参考源测量工具。除此之外,电池还用于小型疏散卫星矿山,无线电集和早期卫星。
现在,由于其与汞相关联的环境问题,这些电池变得过时。主要有两种类型的杂种氧化物电池 - 一种锌酰胺氧化物电池和两个镉汞氧化物电池。环境问题也与镉有关。该电池的市场已被碱性二氧化锰,锌 - 空气,氧化银和锂电池占据。
锌汞氧化物电池的优点
- 它具有非常高的能量密度。它约450 wh / l
- 它具有很长的储存生活。
- 在大电流密度范围内保持稳定。
- 它具有高度电化学效率。
- 它对机械冲击和振动非常鲁棒,通常是不敏感的。
- 它提供稳定的1.35 V的开路电压,这是锌汞电池的一个重要优点。
- 它在整个电流排水期间提供稳定的电压。
锌酰胺氧化物电池的缺点
- 这些电池非常贵。这就是为什么它们的用途有限。
- 虽然电池的能量体积比高,但能量重量比适中。
- 这种电池的性能在低温下不是很好。
- 由于汞的存在,使用过的氧化锌汞电池的处理会产生一个问题。
氧化镉汞电池的优点
- 它的储存寿命更长。
- 它具有更长的排气曲线当前。
- 与锌酰胺氧化物电池不同,它在低温下有效地运行。
- 氧化镉汞电池放气标志低。
镉汞氧化物电池的缺点
- 由于镉,这比锌酰胺氧化物电池昂贵。
- 该电池的标准开路电压为0.9 V,远低于氧化锌汞电池的标准开路电压。
- 其能量体积比适中,能量重量比低。
- 由于镉和汞的存在,氧化镉汞电池的处理也会造成环境问题。
建造氧化汞电池
该电池主要由底部,平坦和圆柱形制造。在底部配置中,电池的顶盖由内表面上的铜合金和外表面上的镍或不锈钢制成。顶盖由尼龙索环与底部容器绝缘。合并锌粉在顶盖内部分散。容器的下部填充有氧化汞和石墨的混合物。石墨有助于提高氧化汞的电导率。杂种是电池的主要阴极材料。将阴极混合物的顶部用氢氧化钾覆盖,或氢氧化钠电解质浸泡多孔屏障。现在整个顶部盖子以及索环和阳极材料被压入底部容器中。现在电池的上部是阳极,下部是阴极,多孔隔膜包含它们之间的电解质。 The whole assembly is tightly held together by crimping the top edge of the bottom can or container. In flat configuration, zinc powder is amalgamated and pressed into a pellet. The top cover of the battery is double plated with integrally molded polymer grommet. The outer and inner top plates are made of nickel plated steel, but the inner plate is tin plated on the inner surface. The main container of the cell is also made of two nickel plated steel made cans. And the adapter tube is placed in the space in between the inner and outer can. The lower portion of the container is filled with cathode mixture, and on the top of the cathode mixture electrolyte, absorbents are placed. The top grommet assembly along with anode pallet is pressed into the inner can and seal being done by crimping over the outer can. A vent hole is provided in the outer can so that the gas which might be generated during discharge can easily be escaped between inner and outer cans, any entrained electrolyte being absorbed by the paper adaptor tube.
氧化汞电池化学
锌汞电池采用两种碱性电解质,一种是氢氧化钾,另一种是氢氧化钠。氢氧化钠电解液一般用于不需要低温操作和大电流漏极的场合。该电解液一般用于氧化锌汞电池,而氢氧化钾电解液仅用于镉汞氧化电池。镉不溶于氢氧化钾溶液,因此镉汞氧化电池非常适合低温操作。
氧化锌汞电池的阳极反应
阳极反应为:
这个反应可以简化为,
氧化镉汞电池的阳极反应
阳极反应为:
因此,这个反应不会产生任何水;在这个电池中使用的电解质应该有理想的高百分比的水。
阴极反应在氧化汞电池中
电池的阴极反应可以写为,
氧化汞电池额定电压
氧化锌汞电池的开路或空载电压为1.35 V。这种电压在不同温度下长时间保持相当稳定。锌汞电池空载电压数年保持在1%以内。当电池的工作温度在- 20之间变化时,这个空载电压可能只变化2.5 mVoC到+ 50oC.该电池具有平坦的放电特性,表示电池电压与具有不同电流的延长放电时段几乎保持不变。镉汞氧化物电池的开路电压为0.9伏,在距离 - 55的温度范围内的所有操作条件下非常稳定oc到+ 80oC.虽然操作温度高达+ 180oC是通过特殊设计的电池实现的。
储存氧化汞电池
该电池的存储特性很好,其存储寿命如下表所示。
| 存储期 | 储存温度 | 容量损失 | |
| 氧化锌汞电池 | 2年 | 20.oC | 10 - 20% |
| 1年 | 45oC | 20% | |
| 镉的氧化镉电池 | 10年 | 20.oC | 20% |
| 1年 | 80oC | 15% |





