Influence of impurities especially lead contained in manganese dioxide upon the self-discharge of the Leclanche dry cell

✍ Scribed by A. Era; Z. Takehara; S. Yoshizawa

• Publisher: Elsevier Science
• Year: 1968
• Tongue: English
• Weight: 868 KB
• Volume: 13
• Category: Article
• ISSN: 0013-4686
• DOI: 10.1016/0013-4686(68)87010-0

✦ Synopsis

It has been a general belief that manganese dioxide for dry cell use should be as pure as possible and particularly free from heavy metal impurities, especially lead. This paper examines the effect of lead contained in manganese dioxide upon the self-discharge of dry cell.

Electrolytic manganese dioxide samples containing lead from OGO5 to 0.25 per cent were mixed with acetylene black and immersed in a NH&l-Z&l, solution for cc 1 yr. The changes in electrode potential and discharge capacity during storage were investigated. In some experiments lead up to 5 per cent was added. Lead to ca @l per cent more did not influence the rate of deterioration of manganese dioxide kept in the solution of an ordinary Leclanche dry cell.

Addition of Pba+ ion to the dry cell solution decreased zinc corrosion. Such ions as Cu*+, Naa+, Asa+ and Sba+ were found to be very harmful to zinc corrosion, but when Pb'+ ion was also present the zinc corrosion was suppressed to some extent: Pb*+ acts as an inhibitor, like Hg*+ ion.

Lead-free electrolytic manganese dioxide made on a graphite substrate, and a lead-contaminated dioxide produced on a lead anode, were separately digested with the solution. Zinc corroded more slowly in the solution made by digesting the lead-contaminated manganese dioxide than in the leadfree one.

The results suggest that lead in manganese dioxide is not detrimental in small amounts.

R&nun~Il est genbalement concu que le bioxyde de manganese destine a la fabrication dune pile s&he doit etre le plus pur possible et particulierement exempt d'impuret6 de metal lourd. La presente note a pour but de mettre en evidence l'effet que le plomb contenu dans le bioxyde de manganese exerce sur l'autodecharge de la pile s&he.

Quelques ~hantillons de bioxyde de manganese electrolytique contenant le plomb a raison de 0.005 a O-25%, ont et6 melanges avec le noir acbtylene et immerges dans la solution NH&l-ZnCl, pendant 1 an environ. Les changements de potentiel d'electrode et de capacite de d&charge pendant la p6riode de stockage, ont Bte examines. Dans certaines experiences, 5 % de plomb ont 6te ajoutes. La contamination due a une quantitt de plomb correspondant a 0.1% ou un peu plus, ne presentait aucune influence sur le taux d'auto-deterioration de bioxyde de manganese, lorsque ce produit a et6 maintenu dans l'blectrolyte dune pile &he ordinaire de type Leclanche.

L'addition de l'ion Pba+ a l'electrolyte de la pile &he avait provoqu6 tme diminution de corrosion du zinc. Cu*+, Nia+, As*+ et Sba+ se sont rev&s trr?s prejudiciable sa la corrosion du zinc, mais lorsque le l'ion Pb"+ a coexist6 aver ces ions la corrosion de zinc a 6t6 supprim6e dans une certaine mesure; l'ion PbB+ joue le role dune certaine sorte d'inhibiteur, comme l'ion Hg'+, pour la corrosion du zinc.

Le bioxyde de manganese exempt de plomb qu'on a fabrique en utilisant un graphite comme anode fondamentale dans Wectrolyse et le bioxyde contamine par le plomb qu'on afabriqueau moyend'une anode en plomb ont ett6 dig&es @arement avec la solution. Des essais de corrosion du zinc ont ete effect&s avec chacune de ces solutions dig&r& et nous avons constat que le taux d'6volution du gax hydrogene avait et6 moins eleve en cas de solution dig&ant le bioxyde de manganese contamine par le plomb par rapport au cas de produit exempt de plomb.

Ces resultats suggerent que le plomb contenu dans le bioxyde de manganese n'est pas impurete dtteriorante, si sa teneur n'est pas assez elevee.