鋅空氣電池概要

　　鋅空氣電池(zincairbattery)，用活性炭吸附空氣中的氧或純氧作為正極活性物質(zhì)，以鋅為負(fù)極，以氯化銨或苛性堿溶液為電解質(zhì)的一種原電池。又稱(chēng)鋅氧電池。分為中性和堿性?xún)蓚€(gè)體系的鋅空氣電池，分別用字母A和P表示，其后再用數(shù)字表示電池的型號(hào)。

　　鋅空氣電池構(gòu)造及原理

　　編輯糊狀的鋅粉在陽(yáng)極端，起催化作用的碳在陰極。電池殼體上的孔可讓空氣中的氧進(jìn)入腔體附著在陰極的碳上。同時(shí)，陽(yáng)極的鋅被氧化，這與小型銀氧或汞氧電池的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)似。

　　陰極——是起催化作用的碳從空氣中吸收氧。

　　陽(yáng)極——是鋅粉和電解液的混合物，成糊狀。

　　電解液——高濃度的氫氧化鉀水溶液。

　　隔離層——用于隔離兩級(jí)間固體粉粒的移動(dòng)。

　　絕緣和密封襯墊——尼龍材料。

　　電池外表面——鎳金屬外殼，具有良好的防腐性的導(dǎo)體

　　鋅空氣電池優(yōu)缺點(diǎn)_鋅空氣電池與鋰電池哪個(gè)好

　　工作原理：

　　陰極：Zn+2OH=ZnO+H2O+2e陽(yáng)極：O2+2H2O+4e=4OH

　　綜合：2Zn+O2=2ZnO

　　通常這種反映產(chǎn)生的電壓是1.4伏，但放電電流和放電深度可引起電壓變化?？諝獗仨毮懿婚g斷地進(jìn)入到陽(yáng)極，在正極殼體上開(kāi)有小孔以便氧氣源源不斷地進(jìn)入才能是電池產(chǎn)生化學(xué)反映。

　　鋅空氣電池使用

　　鋅空電池保存的關(guān)鍵在封條，除非電池準(zhǔn)備立刻使用，否則不能取下電池陰極封條。模擬試驗(yàn)表明，在室溫條件下，存放一年后電量下降到95%，存放兩年后電量下降到90%，存放四年后電量仍有85%。撕下封條后，電池被激活并開(kāi)始工作，在室溫環(huán)境并不接負(fù)載時(shí)，根據(jù)不同的電池大小規(guī)格，3到12周后電池電量下降50%，超過(guò)20周電量下降到0-10%。因此鋅空電池適用于在很少幾周內(nèi)耗用完電池的場(chǎng)合。如果一旦鋅空電池的封條被撕下，空氣就進(jìn)入內(nèi)部激活電化學(xué)反應(yīng)，此時(shí)即使再貼上封條，電化學(xué)反應(yīng)也會(huì)繼續(xù)下去直到電量耗盡。

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　　鋅空氣電池優(yōu)點(diǎn)

　　與其它傳統(tǒng)電池相比，鋅空氣電池具有以下優(yōu)點(diǎn)：

　　1.電池容量大

　　空氣電極工作正常的話，鋅空氣電池的理論容量是由負(fù)極活性物質(zhì)的量決定的。負(fù)極(鋅電極)位于電池內(nèi)部，正極(空氣電極)緊接電池外殼內(nèi)側(cè)，而且正極活性物質(zhì)是來(lái)自空氣中的氧氣，所以空氣電極占據(jù)電池的空間非常小，因此，在相同的體積和重量下，鋅空氣電池內(nèi)可以裝填更多的負(fù)極反應(yīng)物質(zhì)，從而與傳統(tǒng)電池相比，它具有更高的容量(鋅空氣電池的制造成本與同型號(hào)堿性鋅錳電池的大體相同，但容量卻是同型號(hào)堿性鋅錳電池的2.5倍以上，是普通干電池的5-7倍)。

　　2.比能量高

　　鋅空氣電池理論質(zhì)量比能量是1320Whkg-1，實(shí)際比能量已經(jīng)達(dá)到220～300Whkg-1。

　　3.放電曲線平穩(wěn)。

　　放電的時(shí)候，正極只是發(fā)生氧氣的還原而空氣電極本身不發(fā)生變化，負(fù)極則是鋅被氧化而損耗。鋅電極電壓平穩(wěn)，所以放電時(shí)電池電壓變化小，在1.3V左右出現(xiàn)一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的放電平臺(tái)。

　　4.自放電少，儲(chǔ)存壽命好

　　在儲(chǔ)存時(shí)電池的入氣孔是密封的，空氣電極與外界隔絕，只要阻隔空氣進(jìn)入鋅空氣電池即可使鋅空氣電池的電化學(xué)反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，從而電池容量損失小，容量年損失小于2%。

　　5.生產(chǎn)成本低、價(jià)格低廉

　　正極活性物質(zhì)是空氣中的氧氣，無(wú)須花錢(qián)購(gòu)買(mǎi)而且取之不盡。負(fù)極活性物質(zhì)鋅來(lái)源豐富、價(jià)格便宜。

　　6.環(huán)保無(wú)污染

　　鋅空氣電池摒棄了傳統(tǒng)電池中的鉛、汞、鎘等有毒物質(zhì)，解決了傳統(tǒng)電池的污染問(wèn)題。而且電池使用后的主要反應(yīng)產(chǎn)物是氧化鋅，可以方便的回收利用。

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　　鋅空氣電池需要解決的問(wèn)題(缺點(diǎn))

　　鋅空氣電池雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但由于其以下不足而制約了它的發(fā)展。

　　1電池類(lèi)型

　　目前為止，已經(jīng)商業(yè)化的鋅空氣電池主要有方型和紐扣型兩種，而具有巨大市場(chǎng)需求量的圓柱型特別是小圓柱型的鋅空氣電池則由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在國(guó)內(nèi)外一直沒(méi)有突破性發(fā)展，尚未得到大量生產(chǎn)化。

　　2電池密封問(wèn)題

　　一直以來(lái)圓柱型鋅空氣電池沒(méi)有得到廣泛發(fā)展的主要原因之一是電池密封難的問(wèn)題。鋅空氣電池放電時(shí)需要源源不斷的來(lái)自空氣中的氧氣進(jìn)入電池，所以電池不是完全密封的，電池外殼留有一個(gè)或多個(gè)空氣孔，因此電池內(nèi)部與外部是相通的。如果空氣電極，特別是防水透氣膜做的不好的話，電池就很容易發(fā)生爬堿漏液、電解液蒸發(fā)而干涸、或者由于吸潮而使電解液變稀，外界的CO2也會(huì)進(jìn)入電池內(nèi)部而使電解液碳酸鹽化。這都會(huì)嚴(yán)重影響到鋅空氣電池的性能和質(zhì)量。

　　3空氣電極中的催化劑有待改進(jìn)

　　4鋅電極存在的一些問(wèn)題

　　鋅電極發(fā)生腐蝕自放電。鋅電極在堿性溶液中是熱力學(xué)不穩(wěn)定的，鋅溶解自放電析放出氫氣。另外由于鋅電極含有雜質(zhì)，而且鋅電極表面往往是不均勻的，各點(diǎn)的電化學(xué)活性有較大差別，各區(qū)域因電位高低不同而形成無(wú)數(shù)的微電池，使鋅在電池中發(fā)生腐蝕。

　　鋅空氣電池優(yōu)缺點(diǎn)_鋅空氣電池與鋰電池哪個(gè)好

　　鋅空氣電池與鋰電池哪個(gè)好

　　鋅空氣電池的發(fā)明已有100多年的歷史，最早是應(yīng)用于鐵路信號(hào)燈等電源之上。與傳統(tǒng)電池相比，鋅空氣電池最大的特點(diǎn)就是綠色環(huán)保。由于電池工作過(guò)程中，負(fù)極上的鋅僅與電解液中的OH-和空氣中的氧氣相接觸而發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，所以在整個(gè)放電過(guò)程中，并不會(huì)產(chǎn)生任何污染大氣的物質(zhì)。

　　此外，鋅空氣電池還以能量密度著稱(chēng)，其每公斤發(fā)電量能夠達(dá)到0.3KWH，較鋰電池高出一倍。也就是說(shuō)，雖然重量只有鋰電池的一半，但鋅空氣電池的續(xù)航里程卻是鋰電池的兩倍之多，且蓄電量的增大，也不會(huì)使鋅空氣電池更易爆炸。而由于僅使用空氣中的氧及價(jià)格相對(duì)低廉的鋅，鋅空氣電池的成本也降了下來(lái)，據(jù)悉其量產(chǎn)后的售價(jià)僅為鋰電池的1/3。