在我們的日常生活中，干電池無處不在。從手電筒到遙控器，從玩具到鬧鐘，這些常見的電器設備都離不開干電池的電力支持。但你是否真正了解干電池呢？它是如何工作的？有哪些種類？對環境又有怎樣的影響？今天，就讓我們一起來深入探索干電池的世界。

一，干電池的定義與發展歷程

干電池，英文名為 Dry cell，是一種利用糊狀電解液產生直流電的化學電池 ，屬于一次性電池。它的發展歷程可謂源遠流長，早在 19 世紀中期，相關研究就已拉開帷幕。1860 年，法國的雷克蘭士發明了碳鋅電池，這便是干電池的雛形。最初，電池的電解液是潮濕水性的，后來逐漸被黏濁狀類似糨糊的物質所取代，“干” 性電池由此誕生。

1868 年，法國鐵路工程師喬治?勒克朗謝發明的勒克朗謝電池，被視為干電池的前身。1886 年，美國人卡爾?蓋斯納博士在此基礎上成功研制出第一個真正意義上的干電池 —— 勒克朗謝干電池，也就是我們熟悉的鋅 - 錳干電池。此后，干電池不斷革新。20 世紀 60 年代后，國際上對錳干電池進行了諸多改進，如采用人工精制的化學錳或高純度電解質二氧化錳作為正極活性物質，以氯化鋅作電解液，并改為紙板結構，大大提升了電池性能。到了 80 年代初，發達國家又推出了堿性錳干電池，將電解液換成高導電率的苛性鉀溶液 ，進一步優化了電池的性能。如今，干電池家族不斷壯大，種類已多達約 100 種。

二，干電池的工作原理

干電池的工作原理基于電化學的氧化還原反應，其核心是將活性材料內儲存的化學能直接轉換成電能 。以常見的鋅錳干電池為例，其結構主要包括鋅筒、炭棒、電芯和銅帽等部分。

鋅筒既是電池的保護殼，也是負極。在放電過程中，鋅（Zn）失去電子，發生氧化反應，化學方程式為：Zn - 2e? = Zn2? 。這些失去的電子通過外部電路流向正極，從而形成電流。

炭棒是正極的集流體，電芯則是由二氧化錳（MnO?）、固體氯化銨（NH?Cl）、石墨以及乙炔黑等按一定配比混合，加入電解液壓制而成，是電池的正極部分。在正極，二氧化錳得到電子，發生還原反應，生成 MnO (OH)，化學方程式為：2MnO? + 2NH?? + 2e? = 2MnO (OH) + 2NH? 。電池反應的總方程式為：Zn + 2MnO? + 2NH?Cl = Zn (NH?)?Cl? + 2MnO (OH) 。

當干電池接入電路后，在正、負極附近會出現極薄的化學反應層。在這些反應層中，非靜電力（化學力）克服電場力做功，使得正電荷的電勢能增加，化學能轉化為電能。而在電池內部除反應層外的其他區域，存在內電阻，正電荷在移動過程中電勢能減少，部分電能轉化為內能 。

三，干電池的常見類型

1，鋅錳電池：這是最為常見且應用廣泛的干電池類型。它發明于 19 世紀后期，正極是位于電池中心的碳棒，周圍裹敷著二氧化錳和碳粉，負極則是鋅筒，利用氯化銨、氯化鋅、淀粉漿等混合物作為電解質。鋅錳電池又可細分為酸性鋅錳干電池和堿性鋅錳電池。酸性鋅錳干電池電解液呈酸性，而堿性鋅錳電池則采用堿性電解液，相比之下，堿性鋅錳電池具有更高的容量和更長的使用壽命 。

2，鋅汞電池：以鋅汞齊為負極，紅色氧化汞和石墨粉作正極，電解質為含有飽和氧化鋅的氫氧化鉀和氫氧化鈉混合物組成的糊狀物。這種電池的特點是體積貯能密度高，能長期供給穩定的電壓，常用于電子表、助聽器、心臟起搏器和小型儀器等對電池體積和電壓穩定性要求較高的設備中 。不過，由于汞是重金屬，對環境有較大危害，隨著環保要求的提高，鋅汞電池的使用逐漸受到限制。

3，堿錳電池：堿錳電池的活性物質與鋅錳電池基本相同，但電解液采用具有高導電率的苛性鉀溶液。它具有放電性能好、容量大、低溫性能優越等優點，在許多領域逐漸取代了傳統的鋅錳電池，被廣泛應用于各種電子產品中 。