«Современные химические источники тока»

Марганцево-цинковые перезаряжаемые ХИТ

Сколько существуют Zn–MnO2-элементы, столько пытались сделать их перезаряжаемыми, но удалось это только недавно. Марганцево-цинковые аккумуляторы выпускаются с 1990-х годов. В 2001 году их производилось в мире 300 млн. штук в год.

Цинковый анод неплохо циклируется в щелочном растворе, что доказывается хотя бы существованием серебряно-цинкового аккумулятора. В принципе, MnO2 тоже ограниченно циклируется. Поэтому стояла научно-конструкторская задача: добиться, чтобы MnO2-электрод не деградировал быстро. Для этого была разработана соответствующая технология, подобраны анодные и катодные весовые соотношения, ограничивающие степень восстановления марганца, а также предложены различные добавки в электродные массы и электролит.

Электрохимическая цепь и реакция те же самые, что и в первичных ХИТ:

(–) Zn | KOH |MnO2 (+)

Zn + MnO2+ Н2О ↔ Zn(OH)2 + MnOOH

Достоинство – сравнительно низкая цена, полная герметичность, необслуживаемость, работоспособность от –20 до +60'С, хорошая сохраняемость заряда (потери 20% за 3 – 4 года, даже при 65°С – потеря не более 30%). Выпускаются в заряженном состоянии. Недостаток – пока ещё малый ресурс (число циклов). При глубине разряда 30% можно получить примерно 100 циклов. Срок службы повышается с ростом температуры.

Разрядные кривые марганцево-цинкового аккумулятора (схематично).