為什麼鹼性電池較碳性電池長命？

一、碳鋅電池


碳鋅電池乃一種極普遍的乾電池，早在1900年以前，已經商品化。碳鋅電池的大小、形狀和使用壽命有好幾種。如果不計較其功能的強弱，則碳鋅電池是一種安全又經濟的電池，何況其來源沒有問題。

碳鋅(C-Zn)電池是一種電化學(Electrochemical)系統，它是以鋅做陽極(陽極送出電子到電路中，因此是負極)，以二氧化錳(MangneseDioxide)粉末混合物和其他材料當做陰極(正極);氯化銨(A nomonium chloride)的電解質凍 (ElectrolyteJelly)和氯化鋅(Zinc chloride)溶解於水中當做電解液;而碳棒刀把外界電路的電子傳回到陰極(正極)。電池中的陰極混合物也當做去極劑(De-polarizer)。

如果便用的電流很小，且使用的時間不長，則碳鋅電池是最有效率的。如果使用的電流較大及使用的時間較長的話，則電池因化學反應放出電能所產生的氫氣(HydrogenGas)會積在碳棒，阻礙其傳導電子的能力，因而降低電池的效率。做為去極劑的陰極混合物，乃防止氫氣存在碳棒的作用劑;因此，如沒有去極劑的話，電池的工作效率會受到影響。然而，即使有去極劑，碳鋅電池在大電流的使用狀況下亦無法使用太久。

碳鋅電池在電解質混合物和碳棒大小的製法上有許多型式完全不同。設計給收音機使用的電池，含有高百分比的活性電化學的 (Electrochemical)材料。這種電池比用於閃光町的電池具有較大的容量，因而，使得它在低電流的使用情況下，能維持很久; 而閃光阿用的電池，須含有更多的碳，以便能在短時間內產生大電流，觸發閃光打泡。一般用和工業用電池，其使用壽命和容量特性，已經被修改成適用於此兩種不同使用情況的特性
。
碳鋅電池的使用壽命和其使用情況有密切的關係。當所需的電流降低時，會改進電池的化學效率，以兩個並聯的電池代替一個電池，可以增長三倍的使用壽命。安培小時(Ampere-hour)碳鋅電池使用到IV時的使用壽命估計的容量跟電池的大小和使用電流的高低很有關係，其他影響電池使用壽命的因素尚有周圍溫度和放在電池架上的時間。在室溫為20℉時，電池的容量約降低一半;而在-2O℉時，幾乎降到零。假如把特殊的電解液加入電池，將會稍為改善低溫的功能。如電池一直被存放在溫度70℉的環境中，則其使用壽用大約縮短一半，假如電池被放在更高的溫度中，則其變質的速度會更快。





電池大小
和重量
使用電流
容量
能量密度

(oz)
(mA)
(hr)
(Ahr)
(Whr/lb)

AAA
0.3
2
290
0.45
30

10
45
0.37
25

20
17
0.28
19

AA
0.6
3
350
0.88
29

15
40
0.50
17

30
15
0.37
12

C
1.4
5
430
1.8
26

25
100
2.1
30

50
40
1.7
24

D
3.3
10
500
4.2
25

50
105
4.4
27

100
45
3.8
23二、鹼性電池


鹼性電池的發展，主要被用於需要高電流使用的裝置，以代替較不實用的碳鋅電池。鹼性一二氧化錳一鋅電池(Alkaline-manganese Dioxide-zinc Cell)的電壓一時間特性的降低速率低於碳鋅電池。在高電流的使用情況下，鹼性電池的使用壽命約標準式碳鋅電池的十倍。

鹼性電池以一大片的鋅做陽極，以高密度的二氧化錳混合物做陰極及用鋼或沒電鍍的黃銅做為電流集結器。鹼性電池與碳鋅電池最大的差異，乃在於鹼性電池使用高濃度的鹼性氫氧化鉀(Potassium-hydroxide)做電解液。

鹼性電池具有極高的去極(depolarization)效率，所以它能連續的供應大電流，而碳鋅電池必須間歇性地使用。鹼性電池在經過使用一段時間後，還是保持著近1.5V的輸出能力。在低電流的使用情況下，鹼性電池雖然有較高的安培一小時容量;但它與碳鋅電池的電流密度足一樣。如果使用在大電流的情況，則鹼性電池就比碳鋅的功能要好。

鹼性電池在低溫下的工作能力亦較碳鋅電池好;而且，在不使用時，既便不把鹼性電池從電池架上拿下，它亦能維持很久的時間;如果存放在低溫下，則更能延長壽命。

鹼性電池中的反應物是溶液，而碳性電池它的電極是用石墨做的，所以叫碳性電池。前者反應物反應時間較後者明顯長，所以較耐用。
另外鹼性電池不能充電。