水银电池

水银电池是一种比较新的干电池，和一般的锰干电池相比，它有许多优点。这里介绍一下它的大致情况。

水银电池的阴极是用锌粉压制形成，为了增强它对苛性钾电解液的耐蚀性，其中还添加了水银，所以实际上是汞的混合物。

这种电池采用氧化汞做去极剂，为了增强导电性，其中添加了少量石墨，加压成形后封入阳极容器内。

水银电池采用加入氧化锌的苛性钾溶液作为电解液，把它浸入纤维质的吸收体内，以防流溢。

从外形来分，目前的水银电池有扇形与圆筒形两类。它们的结构请看图1。值得注意，它的极性和一般的电池完全相反，外壳是阳极，中间顶芯是阴极。

如果从工作电流和额定容量来区分，水银电池还有各种不同的品种，能够适应不同用途的需要。附表列出了一些日制水银电池的性能供参考。

1．体积小、容量大、重量轻：携带式录音机、袖珍收音机或助听器等流动式电子仪器要求小巧轻便，若用水银电池作为电源是很合适的。它给出的电能将比同体积的普通电池大3～4倍以上。换句话说，在电池容量相同的情况下，水银电池的体积可以减小到普通电池的1/3～1/4以下，体积大为缩小，重量也相应减轻，所以便于在携带式机件上应用。这是因为水银电池的活性物质利用率高，单位体积及重量下的额定容量得以增大的缘故。图2是水银电池与同样大小的锰电池在放电曲线上的比较。

2．电压稳定：为了使通信设备、测量仪器和小型电动机等能在最佳状态下工作，必须保证电源电压很稳定。从图2可以看出，水银电池能供给电压、电流稳定的电源，所以它在这方面还是一种比较理想的干电池，它已经被用作为携带式录音机或8毫米摄影机等的动力电源。由于它的电压变动小，最近在硫化镉曝光表上也采用了水银电池。

3.长期保存中空载电压几乎不变：水银电池选用化学精制的高纯度物质作为原材料，在保存中几乎不会因本身消耗而降低电压。从图3可看出，大约在制造后经过一个月的存放时间，电压就稳定下来，以后再经过一年时间电压才有几毫伏的变化。利用这个特点，可以作准确度为1/100伏数量级的标准电压源，或者作为万用表、欧姆表等的电源，应用面较广。

4．存放寿命长：如上所述在保存中本身消耗小，所以存放寿命长。因此，适用于救生通信设备、火灾报警机等平时不用而到紧急情况下才用的警报装置；也适合用作业余照像闪光那样偶而一用的电源。

5．能在较大温差下工作，尤其高温特性好：水银电池可以看作是耐热电池，在一般电池所不能耐受的高温环境里也能使用。如果不是长期持续应用，可以在+70℃的高温下正常工作。利用这个耐热性，作为原油采矿用盖革计数器的电源，可以适应地下几千米深处的高温。另一方面在-10℃的情况下，性能就会相当低，它的低温特性和一般电池相似。不过，如在微安数量级的弱电流下，-10℃左右的低温也还可以使用。

6. 机械强度强：水银电池的壳子是钢板镀镍的，机械强度强，能经受冲击和加速度，在真实或高压条件下工作都还能牢固耐用。因此，适合用作震动机器和高速火箭等的电源；或用作低气压高空观测气象用的观测气球的电源，以及承受高压力的深海测量仪器的电源。

单节电池的外壳是用不锈钢板点焊的，接触电阻极小，可以忽略。用钢板做外壳，机械强度已经很强，再加上做成电池组时还装入完整的外套，就更加能耐受冲击。

总的说，水银电池用于各种小型机器是比较理想的。例如用于袖珍收音机、携带式录音机、步谈机、携带式无线电收发报机、医疗设备、自动控制照像机、照像闪光装置、小型摄影机、半导体钟表、各种测量仪器，以及其它小型电子设备等。

设计以水银电池为电源的电子设备时，应注意下列事项。当然，不仅限于水银电池，对一般干电池也可参考。

1．电池盒的设计：设计电池盒的结构和安装部位时，应该考虑到便于更换电池、便于清洁。电池盒最好远离重要部件。例如半导体收音机的电池盒，一般最好放在整机的下部，即使电池由于长期放置而发生漏液，也不致影响其它部件，同时也便于清洁。

电池盒应选用耐碱性材料制成，尤其要避免使用铝、镁、锌等怕碱的材料。

2．电源引线端的接触件：如果采用与水银电池不同的金属或合金作为电池盒的接触件，不用说露在外面，即使靠近整机的内部，若在海上、海滨、高温多湿或降雨等环境下使用，恐怕都会产生腐蚀。为了防止这种腐蚀，应该尽量采用与水银电池外壳所用材料相近的金属或合金。例如，水银电池的外壳是不锈钢板镀镍的，电源引线端的接触件最好也使用同样的材料。

至于接触弹簧的弹力，若是过软，就容易在接触面间混进灰尘，容易使表面氧化，这些都会增大接触电阻，影响性能。所以，最好在不致使电池变形并不致妨碍更换电池的情况下，尽量使弹力强些。一般说，弹力在500克左右是适当的。

1．电流：表1中所列工作电流，是满足额定容量最适当的负载电流值。如果超载使用，电流超出最大容许值，电池内部就会发生不正常的化学反应，使电压迅速下降，以致性能变坏。

2．注意+、-极：水银电池与一般电池不同，“＋”、“－”极性恰恰相反。外壳是“＋”，中间顶芯是“－”，接线时应注意。

3. 电压、电流的测量：测量电池电压时，要用内阻至少在每伏1千欧以上的电表，才能测得准确的电压数值。另外，不要测量电池的短路电流。因为电流超过最大容许值，会损害它的性能，尤其小型电池更是这样。

4. 保养：电池的外壳，虽然经过镀镍防腐蚀的处理，但在夏季，如果手指触及电池的导电端点，会由于汗水中的盐分残存在电池端点上，当电池与其它金属做成的电源引线端相接时，会形成局部电池，腐蚀接点。为了防止发生这种情况，可用干布轻轻擦净。在气候潮湿的地区，如果导电端点受潮不洁净，也应该同样擦干净。

5．短路问题：如果是瞬间短路，还不致损伤电池性能，一般能在短时间内复原。但若短路的持续时间长，电池内部就不能维持正常的化学反应，以致性能变坏。同时会由于反应热，使电池本身温度上升，既可能损伤电池附近的其它部件，也可能使电池损坏。所以使用中值得注意，尽量不要使电池受到短路。

6．不能充电：水银电池是一次电池，想要充电恢复它的性能是不太可能的。

7．存放：水银电池是使用碱性电解液，非常怕潮湿。因此，备用的电池要存放在干燥的地方。尤其要注意梅雨季节的保管工作。如果使用水银电池的机器设备长期不用，最好取出电池单独存放，以免接触端点受电化学的腐蚀。因为不同金属或合金在接触状态下，如果接触面间有潮气，就可能形成局部电池，以致腐蚀接点。况且即使关上电门，由于开关的绝缘电阻不可能是无限大，总会有一些漏泄电流，因而形成电位差，使腐蚀加剧。

8. 注意安全：水银电池在火中可能爆炸（因为水银电池封得较严，高热后内部剧烈膨胀，压力突然增强，有可能向外爆破），使用中值得注意，以免发生危险。

另外，最好不要乱拆废电池，以防电池内部的化学材料伤及皮肤。 （金文编译自日本“无线电技术”1963年3月号）