概述
乾電池剖面圖乾電池，為鋅錳電池，或稱碳鋅電池，乾電池屬於化學電源中的原電池，是一種一次性電池，因為這種化學電源裝置其電解質是一種不能流動的糊狀物，所以叫做乾電池，這是相對於具有可流動電解質的電池說的，乾電池不僅適用於手電筒、半導體收音機、收錄機、照相機、電子鐘、玩具等，而且也適用於國防、科研、電信、航海、航空、醫學等國民經濟中的各個領域，十分好用。
國內發展
據《2013-2017年中國乾電池製造行業產銷需求與投資預測分析報告》[2]數據顯示，“十一五”期間，我國乾電池市場規模迅速擴大，產量平均以每年約20%的速度快速增長，總體規模增長了2倍，由2005年的約7000萬多KVAh上升至2010年的14416.68萬KVAh。2011年，我國乾電池行業產銷規模均有所擴大，利潤及銷售利潤均大幅上升，行業經營效益較好。2011年我國乾電池行業的資產總額為880.91億元，同比增長39.35%;實現銷售收入965.15億元，同比增長32.40%;實現利潤總額57.20億元，同比增長10.81%。與此同時，乾電池技術經過多年發展，其比能量、循環壽命、高低溫適應性等問題已有所突破。目前我國正逐漸縮小與國際領先技術的差距，在部分核心技術方面已達到國際水平，並且越來越多地進入國際市場。歷史
1780年的一天，義大利解剖學家伽伐尼(LuigiGalvani）在做青蛙解剖時，兩手分別拿著不同的金屬器械，無意中同時碰在青蛙的大腿上，青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下，仿佛受到電流的刺激，而如果只用一種金屬器械去觸動青蛙，就無此種反應。伽伐尼認為，出現這種現象是因為動物軀體內部產生的一種電，他稱之為“生物電”。1799年，伏特把一塊鋅板和一塊銀板浸在鹽水裡，發現連線兩塊金屬的導線中有電流通過。於是，他就把許多鋅片與銀片之間墊上浸透鹽水的絨布或紙片，平疊起來。用手觸摸兩端時，會感到強烈的電流刺激。伏特用這種方法成功製成了世界上第一個電池“伏特電堆”。這個“伏特電堆”實際上就是串聯的電池組。
1836年，英國的丹尼爾對“伏特電堆”進行了改良，又陸續有效果更好的“本生電池”和“格羅夫電池”等問世。然而在當時，無論哪種電池都需在兩個金屬板之間灌裝液體，搬運很不方便，特別是蓄電池所用液體是硫酸，在挪動時很危險。
乾電池的鼻祖在19世紀中期誕生。1860年，法國的雷克蘭士(GeorgeLeclanche）發明了碳鋅電池，這種電池更容易製造，且最初潮濕水性的電解液逐漸用黏濁狀類似糨糊的方式取代，於是裝在容器內時，“乾”性的電池出現了。
1887年，英國人赫勒森(WilhelmHellesen）發明了最早的乾電池。相對於液體電池而言，乾電池的電解液為糊狀，不會溢漏，便於攜帶，因此獲得了廣泛套用。
組成原理
普通乾電池大都是錳鋅電池，中間是正極碳棒，外包石墨和二氧化錳的混合物，再外是一層纖維網.網上塗有很厚的電解質糊，其構成是氯化氨溶液和澱粉，另有少量防腐劑，最外層是金屬鋅皮做的筒，也就是負極，電池放電就是氯化氨與鋅的電解反應，釋放出的電荷由石墨傳導給正極碳棒，鋅的電解反應是會釋放氫氣的，這氣體是會增加電池內阻的，而和石墨相混的二氧化錳就是用來吸收氫氣的，但若電池連續工作或是用的太久，二氧化錳就來不及或已近飽和沒能力再吸收了，此時電池就會因內阻太大而輸出電流太小而失去作用，此時若將電池加熱，或放置一段時間，它內部的聚集氫氣就會受熱放出或緩慢放出，二氧化錳也到了還原恢復，那電池就又有活力。
化學方程式為：Zn+2MnO2+2NH4Cl=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O
主要結構
乾電池正極材料：Mn、石墨棒
負極材料：鋅片
電解質：NH4Cl、ZnCl2及澱粉糊狀物
電池符號可表示為
Zn|ZnCl2、NH4Cl（糊狀）‖Mn|C（石墨）（+）
負極：Zn-2e-=Zn2 +
正極：2Mno2+2NH4++2e-=Mn2o3+2NH3+H2o
總反應：Zn+2Mno2+2NH4+=Zn2++Mn2o3+2NH3+H2o
鋅錳乾電池的電動勢為1.5V，因產生的NH3氣被石墨吸附，引起電動勢下降較快。如果用高導電的糊狀KOH代替NH4Cl，正極材料改用鋼筒，Mn層緊靠鋼筒，就構成鹼性鋅錳乾電池，由於電池反應沒有氣體產生，內電阻較低，電動勢為1.5V，比較穩定。
乾電池屬於化學電源中的原電池，是一種一次性電池，它碳棒以為正極，以鋅筒為負極，把化學能轉變為電能供給外電路。在化學反應中由於鋅比錳活潑，鋅失去電子被氧化，錳得到電子被還原。
主要類型
乾電池已經發展成為一個大的家族，到目前為止已經約有100多種。常見的有普通鋅-錳乾電池、鹼性鋅-錳乾電池、鎂-錳乾電池、鋅-空氣電池、鋅-氧化汞電池、鋅-氧化銀電池、鋰-錳電池等。
對於使用最多的鋅-錳乾電池來說，由於結構的不同又可分：糊式鋅-錳乾電池、紙板式鋅-錳乾電池、薄膜式鋅-錳乾電池、氯化鋅鋅-錳乾電池、鹼性鋅-錳乾電池、四極並聯鋅-錳乾電池、迭層式鋅-錳乾電池等。
主要型號
IEC（國際電工協會）標準及各國鋅-錳乾電池型號和名稱
IEC中國日本美國
R40一號甲電池N0.6R40(EMT)
R20一號電池UM-1DR25（jat）
R14二號電池UM-2CR14(ET)
R10四號電池(BR)R10(CT)
R06五號電池UM-3AAR6(AaT)
R03七號電池UM-4AAAR03
技術參數
標稱電壓
通俗講就是正常工作時的路端電壓，嚴格說是新電池電壓值到最低電壓值時間的平均電壓。新電池或剛充完電的電池電壓會略高於額定電壓，開始使用後馬上就會落到這一值上，此後能在這一值上保持較長的時間。當低於該電壓後，電池電壓就會較快地下降，直至不能使用。
容量
電池的電能量，一般用mAh,500mAh則表示此電池以50mA的電流放電,能工作10小時。這樣的計量較為粗糙，因為不同性質的電池在以不同電流放電時，工作時間是不成線性比例的。故較嚴格的電池容量是用對多少歐姆由於自放電率較高，一般直接給出自放電率，每月百分之幾（[%]/月）。
選購方法
乾電池1、根據需要選擇電池，例如：用在閃光燈、相機、MP4、電動玩具等需要大電流輸出的器具上，最好選用鹼性鋅錳電池（L）。用在遙控器、鐘錶等一般用電需求的器具上，選用普通鋅錳電池（S、C、P）即可。
2、注意電池的儲存期。普通鋅錳電池保質期為2年，購買時應選擇近期生產的產品，鹼性鋅錳電池和普通鋅錳電池的區別電池在常人的眼裡分鹼性和普通鋅錳電池兩種。過去人們在日常使用中常感到電池的使用壽命不如想像中理想，這就是鹼性鋅錳電池和普通鋅錳電池的區別。在日常使用中，閃光燈、相機、MP4、電動玩具等這樣大流量的電器具最能顯示出鹼性電池和普通鋅錳電池的特點。
3、鹼性鋅錳電池在分別使用閃光燈次數為144次，照相機膠捲8卷，玩具開動183分鐘。這些指數均比同期使用中的普通鋅錳電池平均好6.86、4.38、3.81倍，並且在性能價格比也好4.34、2.78、2.41倍。對消費者來說，使用鹼性鋅錳電池可以合理放心使用的。
4、注意查看生產日期，儲存期越短越好；用萬用表DC500mA擋測短路電流，此法雖簡單但不準確，也不安全，實質是從瞬間短路電流判斷其內阻大小，內阻越小越好。若採用兩次測量電壓法既安全又可靠，將兩隻2.2V小電珠並聯後用導線引出兩個夾子，先測出電池的開路電壓，再將小電珠夾子夾在表筆上，再測出由池帶負載後的申壓,比較兩次電壓的差越小越好。這個方法判別6~9V疊層電池更實用，此時小電珠應串連。除可充電池外其他一次性電池均可行，改用數字電壓表測量更準確。
測試電壓
乾電池電壓是乾電池性能的重要性能指標之一，它表示乾電池在一定狀態下電池兩端的電勢差，單位伏特（V）選定一個適當的負載電阻並聯在電池的正負極間。
電池電壓跟剩餘電量存在某種已知關係，所以根據電池的容量及用途,再測量電阻兩端電壓，看此時電池在帶負荷時電壓較空載時下降程度，就可以判斷電池的電量；不過前提條件是不施加任何負載的情況下，加負載後，電池電壓會因為內部阻抗引起壓降失真，並隨隨時間的推移以不同速率逐漸降低，並且在去除負載後逐漸身高。因此如果施加負載的話，會影響乾電池電量的檢測結果。
萬用表也可以準確測量乾電池的電壓，通過測量乾電池電壓的高低，對電量進行判斷，乾電池有鹼性電池和碳性電池。
如果測量電壓不小於乾電池的標註電壓時，說明乾電池的電量是充足的；小於乾電池的標註電壓越多，說明乾電池虧電越多，由於型號的不同乾電池的檢測結果會受到影響，但是對單節乾電池來說，只要使用是普通指針式萬能表，將萬能表選最大電流檔（0.5A-1A），負表筆接電池負極，正表筆在電池正極上迅速碰一下，注意觀察錶針運動（短路電流）情況，便知道電池還剩多少電量了。
環境污染
電池對環境污染很嚴重，一節電池可以污染數十立方米的水，有的甚至說廢電池隨生活垃圾處理可以引起諸如日本水俁病之類的危害，還有一節5號廢電池就可以使一平方米土地荒廢。電池主要含鐵、鋅、錳等，此外還含有微量的汞，汞是有毒的。廢電池中含有汞、鎘、鉛、鋅等重金屬有毒物質。人若汞中毒，會損害中樞神經系統，死亡率高達40%；鎘的主要危害是腎毒性，還會續發“痛痛病”（引起骨質疏鬆，軟骨病和骨折）同時還是致癌物質；人體食用含鉛的食物，會影響酶及正常血紅素合成，影響神經系統。
廢電池在填埋處理一個月內，其金屬外殼就會被腐蝕穿孔，廢電池中的有害物質就會進入土壤、水體，對環境造成污染。據環保專家測試，如果6噸生活垃圾中混入一粒含汞電池，當這些垃圾進行填埋後，土壤中汞的濃度就會超過安全標準；若廢電池混入生活垃圾進入焚燒廠，則其中的汞、鎘等金屬將會在高溫下氣化排入大氣，使大氣環境受污染，影響人體的健康。 正常使用時電池中的汞、鎘等並不會滲漏出來造成危害。
處理方法
乾電池2006年起中國大多數乾電池已不再含汞、鉛等重金屬，直接丟到生活垃圾里就行了，集中處理反而會造成一定的污染。專家則指出中國相關法規也確實不鼓勵集中收集已達到國家低汞或無汞要求的廢一次電池，然而日常生活中仍然使用著的一些危險性廢電池（如含汞紐扣式電池、含鎘充電電池），卻往往在這一模糊的規定中成為管理真空。
2008年頒布的《國家危險廢物名錄》規定：家庭日常生活中產生的廢鎳鎘電池和氧化汞電池以及電子類危險廢物等，可以不按照危險廢物進行管理；但從生活垃圾中分類收集後，其運輸、貯存、利用或者處置，按照危險廢物進行管理。
回收再生
電池產業方面回收是最被呼籲的話題，國內和國際上對於乾電池的含汞量進行了嚴格的規定，市面的乾電池可以隨垃圾處理，但是，如果一個地方聚集了太多的乾電池，又或者乾電池未達到環保指標，則從資源再利用的角度來看，還是有著乾電池回收和利用的市場空間。從乾電池的主要品類鋅錳電池和鹼性鋅錳電池來看，回收可以獲得汞、鋅、鎘等金屬，並徹底解決電池造成的污染。對乾電池而言，其回收利用技術主要有三種，它們分別是：人工分選法、火法回收、濕法回收。一、人工分選法：將乾電池分類成碳性電池和鹼性電池後，通過機械剖開，然後用人工方法分離出鋅皮、二氧化錳(需進一步脫汞)、炭棒、塑膠蓋等，這是著眼於全面循環利用的一種方法。
二、火法回收：乾電池被分類、破碎後，送入高溫爐(1)、鋅及氯化鋅被氧化成氧化鋅隨煙排出，由鏇風除塵器回收其粉末再進一步合成為氧化鋅製品;(2)、殘存的二氧化錳及水錳石進入殘渣，視經濟價值可確定是否再回收錳粉，這一方法主要著眼於對鋅的回收。
三、濕法回收：主要是利用化學反應，(1)、將乾電池分成碳性和鹼性電池後破碎，可將破碎物置於浸出槽中，加入100-120g/L的稀硫酸進行浸出，得到硫酸鋅溶液，再由電解法得到金屬鋅;、分離出銅脂、碳棒後，剩餘的二氧化錳殘留物和水錳石經煅燒後製得二氧化錳。與上述人工分選和火法回收相比，這一方法回收和處理的有害成分不全面。
事實上，上述三種方法也還是會有遺留的有害物質的，特別是濕法回收的問題更嚴重。為此，需要在回收利用當中兼顧二次污染的預防。採取的方法是在上述三種方法中同時加入一些分選和提取步驟，延長回收加工過程，使上述方法中過於粗糙的部分更加細化，儘量恢復乾電池在製成前的“原生態”，恢復銅、鐵、錳、鋅等的自然形態。這樣，在回收過程中遺留下的溶液或者灰渣也就是沒有污染的了。
