Tipos de pilas de zinc-manganeso y aplicación

Qué es una pila de zinc-manganeso

Pila de zinc-manganeso, también conocidas como pilas secas, a diferencia de pilas recargables aaLas baterías de zinc-manganeso son baterías primarias que utilizan dióxido de manganeso como cátodo, zinc como ánodo y una solución acuosa de cloruro de amonio como electrolito. Las baterías de zinc-manganeso tienen las ventajas de ser resistentes a bajas temperaturas, tener un largo tiempo de almacenamiento, gran capacidad y ser adecuadas para descargas de alta corriente.

Según sus diferentes estructuras, las pilas de zinc-manganeso pueden dividirse en tres tipos: pilas de cartón, pilas de pasta y pilas de película fina. Las pilas de pasta ya se utilizaban a principios del siglo XX, y actualmente son una de las variedades de pilas de zinc-manganeso más utilizadas.

Se utilizan principalmente en mandos a distancia de electrodomésticos, linternas, juguetes y radios semiconductoras, grabadoras, relojes, balanzas electrónicas y otros pequeños equipos electrónicos domésticos. La tensión de arranque de las pilas de zinc-manganeso varía con el tipo de MnO2 utilizado, la composición del electrolito y el valor de pH, etc., generalmente entre 1,55 y 1,75 V, y la tensión nominal es de 1,5 V. La temperatura más adecuada para su uso es de 15-30°C.

Tipos de pilas de zinc-manganeso

Las pilas de zinc-manganeso pueden dividirse en pilas de zinc-manganeso de carbono y pilas de zinc-manganeso alcalinas.

Pila de carbono, zinc y manganeso: el cátodo tiene varillas de grafito y dióxido de manganeso (MnO2), el material del ánodo son escamas de zinc y el electrolito es pasta de almidón de cloruro de amonio (NH4Cl) y cloruro de zinc (ZnCl2). El cátodo tiene barras de grafito.

Pila alcalina de zinc-manganeso: El cátodo es de dióxido de manganeso, el ánodo es de zinc y el electrolito suele ser clorhidrato de potasio (KOH). Puede decirse que la pila alcalina de zinc-manganeso es un producto mejorado de la pila de carbono-zinc-manganeso.

Pila alcalina de zinc-manganeso frente a pila de carbono-zinc-manganeso

Según la diferente estructura del electrolito y el electrodo, las pilas de zinc-manganeso se dividen principalmente en pilas de zinc-manganeso de carbono y pilas alcalinas de zinc-manganeso. El rendimiento global de la pila de zinc-manganeso de carbono es superior al de la pila de zinc-manganeso alcalina.

● La capacidad de las pilas alcalinas es significativamente superior a la de las pilas de carbono, entre 3 y 8 veces la de estas últimas.
● La capacidad de descarga de las pilas alcalinas es significativamente mayor que la de las pilas de carbono, y es más adecuada para descargas de alta corriente.
● El periodo de almacenamiento de las pilas alcalinas puede llegar a ser de 3 a 7 años, que es de 3 a 7 veces el de las pilas de carbono.
● Las pilas alcalinas tienen una mayor tasa de utilización de materias primas, por ejemplo, la tasa de utilización del zinc es de 3 a 8 veces superior a la de las pilas de carbono.

Debido a la gran capacidad de descarga de las pilas alcalinas, los aparatos eléctricos de alta corriente, como cámaras, máquinas de afeitar y juguetes eléctricos, pueden utilizar pilas alcalinas. Y los aparatos eléctricos de baja corriente, como relojes de cuarzo, despertadores, mandos a distancia, radios, etc., pueden utilizar pilas de carbono.

Aplicación de la pila de zinc-manganeso

El rendimiento de la batería cumple las normas nacionales de la industria. Debido a las ventajas de carga pesada, gran descarga de corriente, gran capacitancia, buen rendimiento a baja temperatura y resistencia a las fugas, y rendimiento de alto coste, se utiliza ampliamente en aplicaciones civiles e industriales.

Especialmente indicado para cámaras con flash, grabadoras en miniatura, cámaras de vídeo, walkie-talkies, máquinas BP, máquinas de afeitar, televisores en color tipo palm y consolas de juegos, juguetes, telémetros, alarmas, calculadoras, audífonos, linternas y relojes eléctricos y otros equipos.

Por ejemplo, las pilas alcalinas de zinc-manganeso de tipo AA (n.º 5) pueden utilizarse en cámaras con flash para filmar de forma continua entre 8 y 10 películas, mientras que las pilas secas sólo pueden filmar entre 1 y 2 películas, y las pilas de níquel-cadmio no pueden utilizarse. Puede decirse que todas las pilas secas y las pilas de níquel-cadmio pueden sustituirse por pilas alcalinas de zinc-manganeso.

Cadena industrial de las pilas de zinc-manganeso

Los proveedores de la industria de pilas de zinc-manganeso son principalmente fabricantes de polvo de dióxido de manganeso electrolítico, polvo de zinc, papel antiadherente, carcasa de acero, varilla de carbono, cilindro de zinc y aguja de cobre. Las principales materias primas metálicas necesarias para la producción de pilas de zinc-manganeso son el polvo de zinc y el polvo electrolítico de dióxido de manganeso.

Mercado de pilas de zinc-manganeso en China

Impulsada por la innovación científica y tecnológica, la industria china de pilas de zinc-manganeso se ha desarrollado rápidamente y ha ido sustituyendo gradualmente a las pilas secas tradicionales. China es el mayor productor mundial de pilas de zinc-manganeso. En los últimos años, el mercado chino de pilas de zinc-manganeso ha mantenido un suministro estable y la producción ha mostrado una ligera tendencia al crecimiento.

En los últimos años, la producción de pilas de zinc-manganeso en China ya no utiliza mercurio como agente protector, lo que reduce enormemente la contaminación ambiental. Impulsada por la concienciación sobre la protección del medio ambiente, la demanda de pilas de zinc-manganeso en otros países es cada vez mayor, y China se ha convertido en el mayor exportador mundial de pilas de zinc-manganeso.

Con la continua profundización de las políticas nacionales de protección del medio ambiente y las reformas estructurales del lado de la oferta, las pilas de zinc-manganeso ecológicas y respetuosas con el medio ambiente se convertirán gradualmente en la corriente principal del mercado.

Algunos fabricantes pequeños y medianos cuyos productos de pilas no cumplen las normas de calidad son eliminados gradualmente por el mercado, y se espera que aumente la concentración de la industria de pilas de zinc-manganeso. Según conocedores del sector, las pilas de zinc-manganeso, como sustituto de las tradicionales pilas secas contaminantes, han alcanzado un rápido desarrollo impulsadas por la innovación tecnológica.

Como mayor productor y exportador mundial de pilas de zinc-manganeso, la industria china de pilas de zinc-manganeso se ha desarrollado de forma constante en los últimos años, y la escala de las exportaciones ha seguido creciendo, logrando un superávit comercial en el sector. Con el apoyo de las políticas nacionales, el espacio de mercado de las principales empresas chinas de pilas de zinc-manganeso se ampliará, y las pilas de zinc-manganeso ecológicas y respetuosas con el medio ambiente recibirán una atención generalizada. Las empresas líderes en China son Nanfu, Sonluk, Mustang, etc. también son top 10 fabricantes de pilas de zinc-manganeso en el mundo.

Reciclaje de pilas de zinc-manganeso usadas

Las pilas alcalinas de zinc-manganeso son las pilas primarias más utilizadas. Los residuos de pilas alcalinas de zinc-manganeso contaminan el medio ambiente, por lo que cada vez se presta más atención a su reciclaje.

Investigación sobre el proceso de tratamiento de reducción aluminotérmica por inmersión en agua-calcinación-vacío de residuos de pilas alcalinas de zinc-manganeso, mediante el análisis de contenido de fases y elementos, la forma de existencia de fase de los materiales tratados y la tasa de recuperación de potasio y zinc.

Este estudio demuestra que se puede recuperar 99% de hidróxido potásico por inmersión de materiales de pilas alcalinas de zinc-manganeso residuales; Las fases principales de la escoria calcinada obtenida tras la calcinación de la escoria de lixiviación con agua son ZnO y ZnMn2O4; La escoria calcinada se reduce aluminotérmicamente al vacío, lo que puede reducir el zinc y el manganeso, y recuperar 98% de zinc. La fase principal de la escoria reducida es la alúmina y la aleación de aluminio y manganeso.