干电池：现代社会的隐形功臣

在我们的日常生活中，干电池无处不在。从手电筒到遥控器，从玩具到闹钟，这些常见的电器设备都离不开干电池的电力支持。干电池，英文名为 Dry cell，是一种利用糊状电解液产生直流电的化学电池 ，属于一次性电池。它的发展历程可谓源远流长，早在 19 世纪中期，相关研究就已拉开帷幕。1860 年，法国的雷克兰士发明了碳锌电池，这便是干电池的雏形。最初，电池的电解液是潮湿水性的，后来逐渐被黏浊状类似糨糊的物质所取代，“干” 性电池由此诞生。​
1868 年，法国铁路工程师乔治・勒克朗谢发明的勒克朗谢电池，被视为干电池的前身。1886 年，美国人卡尔・盖斯纳博士在此基础上成功研制出第一个真正意义上的干电池 —— 勒克朗谢干电池，也就是我们熟悉的锌 - 锰干电池。此后，干电池不断革新。20 世纪 60 年代后，国际上对锰干电池进行了诸多改进，如采用人工精制的化学锰或高纯度电解质二氧化锰作为正极活性物质，以氯化锌作电解液，并改为纸板结构，大大提升了电池性能。到了 80 年代初，发达国家又推出了碱性锰干电池，将电解液换成高导电率的苛性钾溶液 ，进一步优化了电池的性能。如今，干电池家族不断壮大，种类已多达约 100 种。​
干电池的工作原理​
干电池的工作原理基于电化学的氧化还原反应，其核心是将活性材料内储存的化学能直接转换成电能 。以常见的锌锰干电池为例，其结构主要包括锌筒、炭棒、电芯和铜帽等部分。​
锌筒既是电池的保护壳，也是负极。在放电过程中，锌 (Zn) 失去电子，发生氧化反应，化学方程式为：Zn - 2e⁻ = Zn²⁺ 。这些失去的电子通过外部电路流向正极，从而形成电流。​
炭棒是正极的集流体，电芯则是由二氧化锰 (MnO₂)、固体氯化铵 (NH₄Cl)、石墨以及乙炔黑等按一定配比混合，加入电解液压制而成，是电池的正极部分。在正极，二氧化锰得到电子，发生还原反应，生成 MnO (OH)，化学方程式为：2MnO₂ + 2NH₄⁺ + 2e⁻ = 2MnO (OH) + 2NH₃ 。电池反应的总方程式为：Zn + 2MnO₂ + 2NH₄Cl = Zn (NH₃)₂Cl₂ + 2MnO (OH) 。​
当干电池接入电路后，在正、负极附近会出现极薄的化学反应层。在这些反应层中，非静电力 (化学力) 克服电场力做功，使得正电荷的电势能增加，化学能转化为电能。而在电池内部除反应层外的其他区域，存在内电阻，正电荷在移动过程中电势能减少，部分电能转化为内能 。