把頭薅禿之前……總算把 5 號電池的製作搞明白了！

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大家還記得小學做的第一個物理實驗不？就是讓小燈泡亮起來了。

從電視遙控器里拆下電池，手電筒里拆出小燈泡，工具箱里拿一根電線，用剪刀把塑膠皮剝開。小心地把電池與小燈泡分別與導線相連，形成一個迴路，小燈泡就亮起來了！（小心，別摸，好燙的...）

先來複習下基本的物理知識~

為啥有電？

這段導線中包括金屬陽離子和自由電子，通常情況下，自由電子是隨機往各個方向亂竄的。而加了電壓之後，電子就會老老實實地沿著下圖線的方向，從負極流向正極，這就形成了電流。

電子呢，是帶負電的，物理上規定電流的方向，是正電荷定向移動的方向或者是電子運動方向的反方向。

在小燈泡實驗中，我們用的 5 號電池一般是 1.5 伏特（皮卡丘可是有十萬伏特...），是一個不起眼的小電源，但上面這個電池剖圖有沒有超出你想像的複雜？哈哈，開始啦！我們慢慢解釋鹼性電池的結構和製作過程吧~（這篇解釋清楚，真的很難...所以我更多是找了原理圖。）

電池結構

我們大概都知道：

• 鹼性電池的外殼是鋼外殼；

• 電池凸頭的部分是正極；

• 電池平頭（有的甚至有點內陷）的部分是負極。

但是很少人知道，鹼性電池的負極里居然藏了個大頭釘一樣的存在！這其實是個金屬針，作用是收集下圖裡藍色區域的負極物料（一般是鋅粉和氫氧化鉀電解質的混合物）中的電子，再把他們傳向正極。（現在可以再把文章劃拉到第一幅圖看看原理了~）

上圖這個鋼殼兒邊上黑色的夾層呢，則是陽極混合物，通常是二氧化錳 MnO2和石墨導體的混合物。就是像上圖這樣的，在製作的時候首先被壓製成正極圓環，再一個一個的裝入電池中。

總的反應是：Zn+MnO2+2H2O+2OH-=Mn(OH)2+[Zn(OH)4]2-

在這個反應式里我們看到鋅從單質變成了氧化物，化合價升高了，因此自由電子就開始移動了！因此這邊是負極。而二氧化錳中的錳被還原了，化合價變低了，犧牲了自己，成就了別人...所以是正極。

正負極要隔離

電池的正極和負極是不能直接接觸的，那這中間用啥來當隔離介質呢？就是在鋅粉和鹼粉混合物外面用層壓紙一包，成了下圖的隔離層。

當然實際上隔離膜不是包起來的，在流水線上先被做成隔膜管，再插進電池的鋼殼裡的。

電解質液

當我還是熊孩子的時候，還拆開過電池...（很危險！小朋友們不要學！）會發現裡面有「水」一樣的液體，其實是在負極注入的鹼性電解質液，當然還要注入鋅粉膏體的。

現代化一些的電池製造，已經直接是灌進去混合好的鋅和氫氧化鉀電解質的凝膠啦~這樣既減少注入工序，又增大了負極的反應面積，電池性能也會更好的。

混合環節

至於正極的二氧化錳和石墨這倆粉末的混合，就要靠振動了！把粉末們混合在一起，不停抖、抖、抖...

戳進頂蓋

接下來是加蓋，這圖這個環，起著密封電池內部物料並把陰陽極分區的作用，並且支撐著放進去的銅針不會跑偏。

製作的具體過程，是先密封蓋上滴進去點塗膠，一般是瀝青作為粘合劑。

然後再用機器把銅針豎直插進去，最後進行封口。

檢測電池

和火柴的抽檢不一樣，每一塊電池都是需要檢測的！就是下圖這樣的機器連接正負極進行檢測。

不合格的電池還會被直接剔除出送去包裝的隊伍...

貼包裝紙

出廠前再貼上包裝紙，我們常見的一節 5 號電池就完成啦！像這樣製作出來的鹼性電池，能比普通電池的容量和放電時間更加持久。

等等！

除了「鹼性電池」，還有一種電池叫做「碳性電池」，也就是「中性鋅錳電池」，是那種需要回收的乾電池。它的正極是碳，而負極是鋅皮，那負極也就不存在那個大頭針，而是在正極插了一根碳棒。（我在說什麼呀...果然原電池電反應依舊讓人頭疼！）

校對：Cast + 江小喪

文中 Gif 截取自YouTube 博主 Free Documentary 的《HOW IT WORKS - Batteries》 和 生活科技大解密 S11E19 的供電電池

本文轉自公眾號「有趣的製造」（MadeWithFun）

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